基于模糊控制的直流电机调速系统MATLAB 仿真
贾东耀,曾智刚 (广东工业大学,广州市 510090)
摘 要:采用Fuzzy-PI 控制策略进行直流电机的调速系统设计,它克服了简单模糊控制和传统PI
控制的一些缺点,同时利用MATLAB 软件中的工具箱进行系统的辅助设计、仿真,达到了较好的效果。
关键词:Fuzzy-PI;MATLAB;电机调速
Computer Simulation in DC Motor Speed -Controlling System
Based on Fuzzy Control
JI A Dong-yao,ZE NG Zhi-gang (Guangdong University of Technology Guangzhou 510090)Abstract:This paper introduces Fuzzy PI control strategy on DC Rotate Speed System design.This method
overcomes some defects of simply fuzzy control and traditional PI control,then gives one example of how to design and simulate the system by using the software MATLAB.
Keywords:Fuzzy-PI;MATLAB;Motor timing
1 引言
近年来,模糊控制研究非常活跃,并在许多领域获得了应用。由于其最大优点是不依赖于被控对象的精确数学模型,能够克服非线性因素的影响,对调节对象的参数变化具有较强的鲁棒性,因而在电力拖动领域中的应用亦非常广泛。本文采用模糊控制与常规PI 控制相结合,应用到直流电机的调速,克服了模糊控制精度不高的缺点,并且利用MATLAB 软件进行仿真,达到了较好的效果。
2 直流电机模型的建立
直流电机工作状态如图1
所示。
图1 直流电机模型
假设电机电流连续,则满足
L di d
dt
+R d i d +E=U d0(1)式中R d 为电枢回路的电阻,L 为电枢回路的电感,E 为反电动势。当激励电压为常数时,E 与转速n 成正比E=C e n,将E 带入前式,并令T 1=
L
R d
,则可得:
T 1
di d dt +i d =1R d (U d0
-C e n)(2)式中n 为电机的输出转速,T 1为电机的电磁时间常数,C e 为电机常数。
电机的电磁转矩T 、负载转矩T l 与电枢电流之间存在着如下的关系:
T=C M i d T l =C M I l
这里C M 为电机常数,I l 为负载转矩引起的电枢电流。
另一方面,由电机的力矩方程有:T-T l =J dn dt
即有:
J C M dn dt =i d -I
l
对上述方程进行拉氏变换得:
I d (S)=
1/R
T l S+1[U d0
(S)-C e N(S)](3)
J C M SN(S)=I d (S)-I l (S),令T m =JR C m C e
,上式即为:
S(N)=
R/C e
T m S [I d
(S)-I l (S)](4)从而得出直流电机的动态结构图如图2所示。
