直流伺服电机的模糊pid控制

基于模糊PID控制的直流电动机伺服

系统

课程：智能控制理论及其应用

姓名：

学号：

导师：

目录

第一章模糊PID控制简介....................................................................... 错误!未定义书签。

1.1传统PID ........................................................................................... 错误!未定义书签。

1.2模糊PID ........................................................................................... 错误!未定义书签。第二章直流伺服电机简介 ...................................................................... 错误!未定义书签。

2.1电动机调速控制原理 ...................................................................... 错误!未定义书签。

2.2三环控制原理 .................................................................................. 错误!未定义书签。

2.3电动机模型的建立 .......................................................................... 错误!未定义书签。第三章模糊控制器设计 .......................................................................... 错误!未定义书签。

3.1模糊算法.......................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2输入/输出隶属度函数的设计......................................................... 错误!未定义书签。

3.3模糊规则选取 .................................................................................. 错误!未定义书签。第四章simulink仿真................................................................................ 错误!未定义书签。

4.1simulink中模糊PID控制图 ............................................................. 错误!未定义书签。

4.2模糊PID与传统PID仿真比较 ....................................................... 错误!未定义书签。第五章结论分析 ...................................................................................... 错误!未定义书签。

5.1结论分析.......................................................................................... 错误!未定义书签。

5.2 仿真过程中遇到的问题 ................................................................. 错误!未定义书签。

第一章模糊PID控制简介

1.1传统PID

在传统PID控制器中，参数Kp用于加快系统响应速度，提高系统调节精度，但Kp过大将导致系统不稳定；Ki用于消除系统稳态误差，但Ki过大，会使系统超调加大，甚至引起振荡；Kd用于改善系统动态特性，增大微分时间有利于加快系统响应，使系统超调量减小，稳定性增加，但对扰动敏感，一直外部扰动能力减弱。常规PID控制器具有算法简单，稳定性好、可靠性高的特点，加之设计容易、适应面宽，是过程控制中应用最广泛的一类基本控制器。但是在工业生产过程中，PID控制器也存在参数调节需要一定过程，最优化参数选取是比较麻烦的缺点。

1.2模糊PID

模糊控制调节PID参数的控制方法由常规的PID控制器和模糊控制器两部分组成，模糊控制器的输入是偏差e和偏差变化率ec，输出是ΔKp、ΔKi和ΔKd。PID参数模糊自整定是找出ΔKp、ΔKi、ΔKd和偏差e及偏差变化率ec之间的模糊关系，在运行中通过不断检测e和ec之间的模糊关系，在运行中通过不断检测e和ec，根据模糊控制原理来对三个参数进行在线修改，以满足不同e和ec时对控制参数的不同要求，从而使被控对象达到良好的动、静态性能，而且计算量小，模糊控制调节PID参数的控制算法结构如图。

·

第二章直流伺服电机简介

2.1电动机调速控制原理

根据他励直流电动机的机械特性

可见电动机转速的改变可以通过改变电动机的参数来实现，如电动机的外加电压（U）、电枢回路中的外串电阻（R）和磁通（Φ）。

（1）通过改变R可以改变转速n。采用此方法，电枢串联电阻调速的经济性不好，调速指标不高，调速范围不大，而且调速是有级的，平滑性不高。

（2）通过改变磁通来调节电动机的转速。此种调速方法调速范围过小，通常与其他两种方法结合使用。

（3）通过改变电动机电枢外加电压的方法来调节转速。采用调压调速时，由于机械特性硬度不变，调速范围大，电压容易做到连续调节，便于实现无级调速，并且平滑性较好。

故系统常采用电压调速方法。