基于模糊控制的直流电机调速系统毕业设计论文
直流电机模糊控制系统的MATLAB-Simulink仿真研究毕业设计
XXXX届毕业设计说明书直流电机模糊控制系统的MATLAB／Simulink仿真研究院、部：电气与信息工程学院学生XX：XXX指导教师：XXXX 职称教授职称专业：XXXXXXXXXXXXX班级：XXXXXXXXX完成时间：20XX.X.X摘要在当今控制技术的发展当中，模糊控制技术的发展走在了前列，成为了当今世界上最先进的控制技术之一。
模糊控制技术很好的将模糊数学理论应用于控制领域当中, 更加真切地模拟出了人脑的思维方式和判断能力, 以及对产品生产的过程进行筛选和对产品质量上的控制, 从而发展出了基于模糊控制技术的智能化的新技术，为当今控制技术的发展提供了广阔空间。
在本文当中，主要介绍了基于模糊控制理论的直流电机模糊控制系统的原理，以及直流电机模糊控制系统的优点和缺点，并通过使用MATLAB语言中SIMULINK模块和模糊控制工具箱对直流电机模糊控制系统进行仿真，把控制直流电机调速的实际情况转换成模糊控制规则，再使用这些规则，对过程经过模糊推理和模糊决策所得到的控制量，从而实现在MATLAB语言中SIMULINK模块和模糊控制工具箱对直流电机模糊控制系统的建模与仿真。
对仿真结果予以分析，对直流电机模糊控制系统的仿真进行总结。
关键词：MATLAB；SIMULINK；模糊控制；直流电机；电机调速ABSTRACTAmong today’s control technology development, one of the leading enterprises in the development of fuzzy control technology, fuzzy control technology has bee one of the most advanced control technology in the world today, it will be a very good fuzzy control technology of fuzzy mathematics theory is applied in control field, the more realistically simulate the human brain’s way of thinking and judgment ability, as well as to the production process of screening and the control on the quality of product, which was developed based on fuzzy intelligent control technology of the new technology, for the development of modern control technology provides a broad expansion of space.in this article, mainly introduced the dc motor based on fuzzy control theory, the principle of fuzzy control system, as well as the advantages and disadvantages of the fuzzy control system for dc motor, and by using the SIMULINK module and the fuzzy control toolbox in MATLAB language for the calculation of the fuzzy control system of dc motor, the control of the actual situation of the dc motor speed control is converted into fuzzy control rules, and then use these rules, the process through fuzzy reasoning and fuzzy decision of control, thus to achieve the SIMULINK module and the fuzzy control toolbox in MATLAB language modeling and simulation of fuzzy control system of a dc motor. And the analysis to the results of simulation and simulation of fuzzy control system of dc motor.Key words matlab；Simulink；fuzzy control；dc motor；motor speed control目录1绪论 (1)1.1研究的目的与意义 (1)1.2国内外的发展现状及发展历程 (1)1.2.1直流调速系统的发展历程 (1)1.2.2直流调速控制系统的发展现状 (2)1.3研究的主要内容及章节介绍 (3)2直流调速系统 (4)2.1直流调速系统的基本概念 (4)2.1.1直流他励电动机的调速方法 (4)2.1.2直流调速系统的供电方式 (6)2.1.3开环V-M系统的机械特性 (7)2.2直流调速系统的动态分析 (8)2.2.1单闭环直流调速系统的动态分析 (8)2.2.2多环直流调速系统的动态分析 (9)2.3直流脉宽调速系统概述 (10)3直流电机 (11)3.1直流电动机的基本结构和工作原理 (11)3.1.1直流电动机的基本结构 (11)3.1.2直流电动机的工作原理 (12)3.2直流电动机的运行特性 (14)3.3直流电动机的起动、调速和制动 (17)3.3.1直流电动机的起动 (17)3.3.2直流电动机的调速 (17)3.3.3直流电动机的制动 (17)4模糊控制 (19)4.1模糊控制原理 (19)4.2模糊控制器的一般设计步骤 (20)5直流电机模糊控制系统的MATLAB/Simulink的仿真 (22)5.1建立直流电机的仿真模型 (22)5.2模糊控制器的设计 (22)5.3直流电机模糊控制系统的建立与仿真 (24)5.4仿真结果及分析 (27)6总结与展望 (28)参考文献 (39)致谢 (31)1绪论1.1 研究的目的与意义在工业现代化的发展当中，直流电机的使用非常广泛。
基于模糊控制的直流无刷电机调速系统
因此 ，参 数 自调整 的一般 原则为： 当偏 差或偏差
变 化 率 较 大 时 ， Ｋｅ和 Ｋｃ ｃ取 较 小 值 ， Ｋｕ取 较 大 值 ，这 样 可 以保 证 系 统 的快 速 性 和 稳 定 性 ； 当 偏 差 或 偏 差 变 化 率 较 小 时 ，Ｋｅ Ｋｅ 取 较 大 值 ，Ｋｕ 和 ｃ
减小 ，这样 可以避免产生 超调， 并使 系统尽快进
引 Ｐ 引脚可输 出高达 １ 言 ＲＣ ／ ２ ＣＣ Ｉ ０位的脉宽 调制波
传 统 ＰＩ 控 制 的 电 机 调 速 系 统 技 术 成 Ｄ 构简 单，较稳定可 靠，应用较 为广泛、但 一些缺 点，例如 无法有效地 克服传动对象 参 数 的 大 范 围 变 化 以 及 非 线 性 因 素 对 系统 熟，结 也存在 和负载 造成的
将 输 人 变 量 模 糊 化 （ｕ ｚｆ ａ ｉｎ）后 进 行 模 糊 ｆ ｚｉｉ ｔｏ ｃ
设
计
新
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推理，产生相 应的 Ｐ ＷＭ 信号 从 ＲＣ ／Ｃ Ｐ 引 ．２ Ｃ Ｉ
脚 输 出 。图 １中 ，当 ＲＣ ／ＣＣＰＩ 出 低 电平 时 ， ２ 输 六 只 Ｍ ＯＳ ＥＴ仍 受 ＲＡ 口控 制 进 行 电动 机 的 正 Ｆ 常 换 相 ； 当 ＲＣ２ ＣＣＰＩ 出 高 电 平 时 ， 下 半 部 ／ 输 的 二 只 Ｍ ＯＳ Ｔ 被 封 死 。 因 此 ， 只 需 对 ＲＣ２ ＦＥ ／ ＣＣ 的 输 出进 行 ＰＷＭ 控 制 ，就 可 以控 制直 流 ＰＩ 无刷电动 机的转速 。整 流电路 的输 出除提供 给 直 流 电 动 机 电 源 外 ，还 通 过 ＤＣ－ＤＣ变 换 器 获 得 ５ Ｖ电 源 提 供 给 单 片 机 。 统 设 置 一 个 ２ 的 ＤＩ 系 位 Ｐ 开 关， 于选 择给定转 速， 四个不 同的给定转 用 有 速 供 选 择 ， 以 满 足 不 同运 行 状 态 和 不 同 额 定 转 速 的 电 动 机 ；按 键 Ｋｌ 于 显 示 给 定 转 速 ，按 下 用
基于模糊控制的直流电机速度调节系统设计
基于模糊控制的直流电机速度调节系统设计直流电机是现代工业中常用的一种电动机类型，广泛应用于各种机械设备中。
为了满足对直流电机速度的调节要求，设计一个基于模糊控制的直流电机速度调节系统是非常必要的。
本文将详细介绍这个任务名称所描述的内容需求。
一、系统设计目标基于模糊控制的直流电机速度调节系统设计的目标是实现对直流电机转速的精确控制。
通过调节系统输入信号，控制直流电机的转速在给定的范围内保持稳定。
系统的设计应具备以下几个关键特点：1. 高精度：系统能够实现对直流电机转速的高精度控制，达到期望的转速值。
2. 高鲁棒性：系统能够应对外界干扰和模型参数不确定性，保持稳定的控制性能。
3. 快速响应：系统能够快速响应转速设定值的变化，并迅速稳定在新的转速值上。
4. 低震荡性：系统在控制过程中要尽量减小震荡和抖动，确保电机的稳定运行。
二、系统组成与原理基于模糊控制的直流电机速度调节系统主要由以下几部分组成：1. 传感器：用于实时监测直流电机的转速，并将转速信号反馈给控制系统。
2. 控制器：根据转速设定值和转速反馈信号，计算控制信号，调节直流电机的转速。
3. 功率放大器：将控制信号转化为直流电机的驱动信号，控制直流电机的运行。
4. 模糊推理系统：利用模糊逻辑来实现对转速设定值和转速误差的模糊推理和控制决策。
系统的工作原理如下：1. 传感器实时监测直流电机的转速，并将转速信号送入模糊控制系统。
2. 模糊推理系统根据转速设定值和转速反馈信号，通过模糊逻辑运算得到模糊控制规则。
3. 根据模糊控制规则，控制器生成控制信号，根据需要调节直流电机的转速。
4. 控制信号经过功率放大器转化为直流电机的驱动信号，控制直流电机的运行。
5. 反复进行转速监测、模糊推理和控制信号调节的过程，使直流电机保持稳定的转速。
三、系统设计步骤基于模糊控制的直流电机速度调节系统的设计步骤如下：1. 确定系统的性能要求：根据实际需求，确定直流电机转速的范围、精度要求等关键性能指标。
基于模糊控制算法的电机速度调节系统设计
基于模糊控制算法的电机速度调节系统设计一、简介电机速度调节是工控领域中常见的控制问题之一。
本文基于模糊控制算法，设计了一个电机速度调节系统。
通过模糊控制算法，可以有效地控制电机的转速，提高系统的稳定性和响应速度。
本文将详细介绍电机速度调节系统的设计流程和关键步骤。
二、系统设计流程1. 系统建模首先，需要对电机系统进行建模。
根据系统的物理特性和控制要求，选取合适的数学模型来描述电机的动态特性。
常见的电机模型包括直流电机模型、交流感应电机模型等。
根据实际需求选择合适的电机模型，并进行参数估计。
2. 设计输入输出变量确定电机速度调节系统的输入输出变量。
输入变量通常为电机驱动电压或电流，输出变量为电机转速。
根据需要，还可以考虑其他辅助变量，如电机加速度、转矩等。
3. 模糊控制器设计设计模糊控制器是电机速度调节系统的关键步骤。
模糊控制器的任务是根据输入变量的模糊信息和输出变量的控制要求，生成合适的控制信号。
通常，模糊控制器由模糊规则库、模糊推理机和输出解模糊器组成。
其中，模糊规则库用于存储专家知识，模糊推理机根据输入变量的模糊信息和规则库进行推理，输出解模糊器将推理结果转换为具体的控制信号。
4. 性能评估和参数调优设计完成后，需要对系统性能进行评估和参数调优。
通常采用仿真和实验的方式进行性能评估。
通过调整模糊控制器的参数，使得系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力达到最优。
三、关键技术和挑战1. 模糊规则库设计模糊规则库存储了专家知识，对于系统的性能起着关键作用。
规则库的设计需要根据实际情况进行，需要具有一定的经验和调试。
若规则库设计不当，会导致系统性能下降或不稳定。
2. 模糊推理机设计模糊推理机是模糊控制器的核心部分，对于系统的控制效果起着决定性作用。
推理机的设计需要考虑模糊化、聚类、规则匹配等处理步骤，并选择合适的推理方法。
推理机的设计需要充分考虑系统的动态特性和控制要求，以达到最佳效果。
3. 参数调优参数调优是确保系统性能优化的关键步骤。
【毕业论文】调速系统智能控制器设计(模糊控制算法设计及仿真)
目录一、绪论 (2)1、电力机车简介 (2)2、现有电力机车调速系统存在的问题 (3)3、电力机车调速系统的改进 (3)4、电力机车控制系统的发展方向 (3)5、课题意义 (4)6、论文内容 (4)二、模糊控制基本原理 (5)1、模糊控制简介 (5)2、模糊控制的产生与发展 (5)3、模糊控制的特点 (7)4、模糊控制基本方法 (7)5、模糊控制器的组成框图.................................... .. (8)6、模糊控制器结构及其分类 (9)7、二维模糊控制器 (9)三、电力机车转速模糊控制算法设计 (10)1、电力机车模糊控制调速系统总体结构 (10)2、电流调节器的选择 (12)3、转速调节器模糊控制算法设计 (12)(1)模糊控制器结构设计 (12)(2)控制器输入量的模糊化和输出去模糊 (13)(3)模糊控制规则的设计 (13)(4)模糊控制算法流程图 (16)四、建立仿真模型 (18)1、仿真简介 (18)2、电力机车仿真 (18)3、传统PID控制的机车调速系统的仿真模 (19)4、模糊电力机车调速系统的仿真模型 (20)5、应用MATLAB构造模糊控制器 (21)五、仿真及结果分析 (24)1、传统PID控制机车调速系统仿真图 (24)2、模糊控制机车调速系统仿真图 (25)3、仿真结果分析 (26)结束语 (27)个人总结 (28)参考文献 (28)调速系统智能控制器设计（模糊控制算法设计及仿真)中文摘要：电力机车牵引传动控制装置作为电力机车的关键技术设备之一，有着机车“神经中枢”和“大脑”之称。
目前我国电力机车传动控制系统多采用基于特性控制和闭环控制结构，其电流、转速调节器分别是由以模拟运算放大器为主要元件构成的模拟调节器。
这种模拟式调节器参数固定，控制结构简单、稳定性较好、易于工程实现。
但系统的调节过程过分依赖于控制对象的模型参数，且控制系统动态性能和鲁棒性较差。
基于模糊控制的直流电机调速系统研究
基于模糊控制的直流电机调速系统研究直流电机广泛应用在工程领域中，因其结构简单、容易传动，而且不需要高压力，能量损失小，控制方便等特点，特别是在自动化控制的领域中，被广泛应用。
直流电机控制的关键是调速控制。
在传统的调速系统中，常使用PID控制器。
但是PID控制器在实际应用中存在着参数难以调节和多变量控制问题，其调节参数和响应速度都比较缓慢，控制精度也不高。
因此，一种更先进的控制方法是模糊控制。
模糊控制作为一种新兴的控制方法，其基本思想是将自然语言中含有模糊性的描述通过量化的方式转换成一定的数学模型，然后利用模型对以前经验进行归纳和总结，来实现控制。
模糊控制将实际工程领域的控制对象和控制系统进行了有效的集成，能够有效地克服常规控制策略中的不足，并取得良好的控制效果。
本文的研究对象是基于模糊控制的直流电机调速系统。
文章分为以下几个章节：一、直流电机调速原理与方法在直流电机调速中，电源电压和电机负载通常是一个不确定的变量，所以我们需要一个能够自适应负载变化的控制器。
PID控制器是传统的调速控制器，但由于其参数难以调节和多变量控制问题，所以模糊控制逐渐被应用和发展。
二、模糊逻辑控制器设计模糊逻辑控制器的设计需要包括输入变量、输出变量、模糊化、规则库、推理机和解模糊等几个方面。
其中，输入变量有直流电机速度误差和误差变化率两个量；输出变量为直流电机控制信号。
将输入量通过模糊化变为隶属度函数，再针对性地选择规则库和隶属度函数，使用Min-Max合成或Mamdani合成等模糊推理方法，输出的模糊控制信号最终以解模糊过程得到实际控制信号。
三、模型运行仿真结果分析在模型仿真中，我们设置调速速度范围并进行仿真验证。
通过对仿真的结果进行分析，可以发现，模糊控制具有优秀的实时性和适应性，能够更快地控制电机转速，并且具有较高的控制精度和鲁棒性。
四、模型参数优化模糊逻辑控制器的优化需要对隶属函数、规则库、推理方法和解模糊方法等方面进行研究。
电机模糊控制毕业设计
电机模糊控制毕业设计电机模糊控制毕业设计在电机控制领域，模糊控制是一种常用的控制方法。
它通过模糊逻辑推理和模糊规则库来实现对电机的精确控制。
本文将探讨电机模糊控制在毕业设计中的应用。
一、引言电机是现代工业中不可或缺的设备之一，广泛应用于各个领域。
而电机控制技术的发展也日新月异，为了提高电机控制的精确性和效率，模糊控制成为了一种备受关注的控制方法。
二、电机模糊控制原理电机模糊控制的原理是基于模糊逻辑推理和模糊规则库。
首先，需要将电机的输入和输出进行模糊化，即将连续的输入和输出转化为模糊的变量。
然后，通过模糊规则库中的模糊规则进行推理，得到模糊控制器的输出。
最后，将输出进行去模糊化，得到电机的实际控制信号。
三、电机模糊控制的优势相比传统的控制方法，电机模糊控制有以下几个优势：1. 鲁棒性强：电机模糊控制可以应对系统参数变化和外部干扰等不确定因素，具有较强的鲁棒性。
2. 适应性强：电机模糊控制可以根据不同的工况和需求进行调整，适应性较强。
3. 简化建模：与传统的精确建模相比，电机模糊控制不需要准确的数学模型，简化了系统建模的过程。
四、电机模糊控制的应用案例以某电机控制系统为例，设计了一个基于模糊控制的速度调节器。
该系统的输入是电机的转速误差，输出是控制电机的电流信号。
通过模糊控制器对电机的转速误差进行模糊化处理，根据模糊规则库进行推理，得到电机的电流控制信号。
实验结果表明，电机模糊控制在不同负载和速度要求下都能够实现较好的控制效果。
无论是在低速高负载还是高速低负载的情况下，电机都能够保持稳定的转速和较低的误差。
五、电机模糊控制的发展趋势随着科技的不断进步，电机模糊控制也在不断发展。
未来，电机模糊控制有望在以下几个方面取得进展：1. 算法优化：通过改进模糊控制算法，提高控制精度和响应速度。
2. 集成化设计：将电机模糊控制与其他控制方法相结合，实现更高级的控制策略。
3. 自适应控制：引入自适应技术，使电机模糊控制能够根据系统状态自动调整控制参数。
基于模糊控制的电机调速系统设计
基于模糊控制的电机调速系统设计电机调速，这可是个有点复杂但又超级有趣的事儿！咱们今天就来聊聊基于模糊控制的电机调速系统设计。
先来说说我曾经遇到的一件事。
有一次，我去一个工厂参观，看到那些巨大的电机在运转。
其中有一台电机不知道咋回事，速度一会儿快一会儿慢，就像个调皮的孩子，完全不听指挥。
工人们急得团团转，因为这严重影响了生产效率。
这让我深刻地意识到，一个稳定、高效的电机调速系统是多么重要！那到底啥是模糊控制呢？简单来说，它就像是一个聪明的“指挥官”，不需要精确的数学模型，而是根据一些模糊的规则和经验来做出决策，从而控制电机的速度。
在这个设计中，咱们得先搞清楚电机的工作原理。
电机就像一个大力士，它的速度取决于输入的电流和电压等因素。
而模糊控制呢，就是要巧妙地调整这些输入，让电机按照我们想要的速度乖乖运转。
比如说，我们设定了一个目标速度。
如果实际速度比目标速度慢了，模糊控制器就会“下令”增加输入的电流或者电压，让电机加把劲；要是实际速度太快了，它又会“喊停”，减少输入，让电机慢下来。
那模糊控制器是怎么做出这些决定的呢？这就得靠我们给它设定的一些规则了。
这些规则可不是那种死板的数学公式，而是类似于“如果速度差比较大，就大幅度增加输入”这样的模糊表述。
为了实现这些规则，我们还得有传感器来监测电机的实际速度。
这些传感器就像电机的“眼睛”，时刻盯着它的一举一动，然后把信息传递给模糊控制器。
接下来就是设计模糊控制器的算法啦。
这可有点像炒菜，各种调料的比例要恰到好处，才能做出美味的菜肴。
算法中的参数调整也得精心琢磨，不然电机调速的效果可就大打折扣了。
还有啊，别忘了考虑系统的稳定性和抗干扰能力。
万一有个什么电压波动或者负载变化，咱这调速系统可不能乱了阵脚。
在实际设计中，还得不断地进行试验和优化。
就像做一件衣服，刚开始可能不太合身，得不断修改剪裁，才能变得完美。
比如说，有一次我在实验室里调试一个电机调速系统，怎么调都达不到理想的效果。
模糊PID控制在直流调速系统中的应用
2.2.2模糊控制器的基本结构
在理论上讲，模糊控制器由 维关系 表示。关系 可视作受制于 区间内 个变量的函数。 是几个 维关系的组合，每个 代表一条规则 ： 。控制器的输入 被模糊化为一维关系 ，对于多输入多输出控制时， 为 维。模糊输出 可以应用合成推理规则进行计算。当对 进行解模糊，便可以得到一个精确的输出数值 。图2.2便是具有输入输出的理论模糊控制器的原理框图。
Key words：DC speed governing Double closed loop PID control Fuzzy PID control
1
1.1
直流电机是直流电能和机械能相互转换的旋转电机。它的主要特点是调速范围广，易于平滑调速；起动、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。因此，近几年来在各个领域中得到了广泛的应用。随着当今社会科学技术的迅猛发展与提高，它的产品质量、性能、精度、功能以及功耗、自动化程度等广泛受到世界的关注。直流电机在结构方面的特点主要是结构简单，线路容易检查，而且在设备出现问题是维护方便，运行可靠。现在直流电机已经被广泛应用于各种调速驱动场合。但是最主要是应用在工作环境较差（温度较低或者比较潮湿的工作环境下）、对控制器的价格、性能比要求较高的场合。在工程实践中，正是由于直流电动机具有稳定的工作性能和良好的调速性，所以在当今的工业生产中得到了认可和广泛的应用，由于被广泛应用，所以才会出现较多的问题，进而使直流电动机的控制成为了很多专家学者研究的重点问题。直流电动机的控制主要采用 控制技术。其中智能 控制器和仪表已经非常多，这些产品已经在工程实际设计中得到了很广泛的应用，市场上已经有了各种各样的 控制器产品，其中 控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
毕业设计--直流电机模糊控制系统设计
1 绪论直流电动机经常被当做控制元件来使用，离生活越来越近。
PID控制法是控制直流电机常用的方法。
在有些情况下，控制器都是在对象有精确数学模型的基础上建立起来的。
但是，还有其他在许多情况下，由于各方面的原因，生产过程或者被控对象的精确数学模型无法建立。
在构建模型的过程中，一些参数需要估计，而且在解决这些参数的过程中，往往会因为对整个控制过程和它的系统特性没有做到全面的了解，从而导致了精简后的数学模型在说明原来的系统上存在较大的偏差，使得设计的系统变得没有实用价值；还有一些由于在生产环境中，没有合适的测量方法，或者由于空间因素，整个测量过程中没办法安装测量装置最后导致了数学模型无法建立[1~3]。
目前，随着科技的不断进步，如今研究的控制系统中将会经常涉及到多变量、非线性、时变的系统，在这种情况下，要建立数学模型也是非常困难的，或者在这个情况下根本不能建立模型。
在这种背景下，传统的控制理论和技术迎来了新的要求和挑战。
一种可以处理语言信息能力的模糊控制理论的提出克服了上面所出现的问题。
在模糊控制理论的基础上设计出了模糊控制器，而且它能够模仿操作员工的手动控制。
这种模糊控制器对已知受控对象的数学模型无明确的要求，但是，需要注意：模糊控制器对已知被控对象的数学模型无明确的要求，并不是在对受控对象无了解的情况下提出的[4~6]。
恰恰相反，它仍然需要对受控对象有一定的了解，只不过它们是以知识的模型的形式而并不是用数学模型表达的。
所以，在直流电动机中应用模糊控制对现代生活有着重大的意义，也是一个新的里程碑。
1.1 本课题研究的背景和意义随着时代的发展，交流和直流调速不断冲击着，但是我国在这个直流调速领域中的研究不断深入，专家们研制出了全数字直流调速系统[7]。
这个调速系统有着较高的精度，而且很实用，使得直流调速系统成为工业过程中不可缺的一部分。
直流调速系统有稳速、调速和加减速这个三种控制要求。
在目前的控制过程中，对于调速和加减速已经得到了良好的实现，但是在生产过程中稳速的效果不是很理想，达不到预想中的的效果。
直流电机模糊控制系统设计
1 绪论直流电动机常常被当做控制元件来使用，离生活越来越近。
PID控制法是控制直流电机常用旳措施。
在有些状况下，控制器都是在对象有精确数学模型旳基础上建立起来旳[1]。
如今研究旳控制系统中将会常常涉和到多变量、非线性、时变旳系统，在这种状况下，要建立数学模型也是非常困难旳，或者主线不能建立模型。
老式旳控制理论迎来了新旳挑战。
一种可以处理语言信息能力旳模糊控制理论旳提出克服了上面旳问题。
在模糊控制理论旳基础上设计出了模糊控制器，并且它可以模仿操作员工旳手动控制。
这种模糊控制器对已知受控对象旳数学模型无明确旳规定，但需注意：模糊控制器对已知被控对象旳数学模型无明确旳规定，并不是在对受控对象无理解旳状况下提出旳[2]。
恰恰相反，它仍然需要对受控对象有一定旳理解，只不过它们是以知识旳模型旳形式而并不是用数学模型体现旳。
因此，在直流电动机中应用模糊控制对现代生活有着重大旳意义，也是一种里程碑。
2 序言伴随时代旳发展，交流和直流调速不停冲击着，不过我国在这个直流调速领域中旳研究不停深入，专家们研制出了全数字直流调速系统[3]。
这个调速系统有着较高旳精度，并且很实用。
直流调速系统有稳速、调速和加减速这个三种控制规定。
在目前旳控制过程中，对于调速和加减速已经得到了良好旳实现，不过在生产过程中稳速旳效果不是很理想。
稳速需要旳是电机在一定旳精度以所规定旳旳转速稳定运行，在某些干扰下，转速波动也不会有大旳变化。
在某些状况下，受控对象和负载参数旳变化很快，使得PID调整器没措施和时适应，因此稳速旳规定很难到达原则。
直流电动机自身是一种非线性旳被控制对象，有许多旳间隙性和弹性旳扰动存在，假如有诸多旳变化量，PID调整器将无法顾和。
以致最终旳设计成果不能到达设计时所需旳规定，将会得到鲁棒性较差旳控制系统。
在这样旳系统中常规旳PID常常不能有效地克服负载、非线性原因和模型参数旳变化因而无法到达高精度和快响应旳规定。
因此在生产过程中这种控制器很难满足生产规定。
基于模糊控制的直流电机调速系统毕业设计论文
基于模糊控制的直流电机调速系统毕业设计论文毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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基于模糊控制的直流电动机调速系统设计
基于模糊控制的直流电动机调速系统设计随着现代化科技的发展，电机已经成为了各种工业设备、机器和家电产品的核心部件。
因此，电机的控制成为了现代化工业自动化的重要组成部分。
直流电动机是一种常见的电动机，其控制及调节系统一直是研究的热点。
在这篇文章中，我们将会讨论基于模糊控制的直流电动机调速系统设计。
1. 直流电动机调速系统简介直流电动机是由直流电源供电的电动机。
它们具有很强的可控性，使它们成为各种领域的重要部件。
直流电动机调速系统是根据旋转速度的要求来控制电机转动，实现理想的控制效果。
直流电动机调速系统以电机转速为闭环反馈量，采用先进的控制算法来控制电机的速度和位置，这样就会有非常稳定和准确的转速表现。
2. 模糊控制的基本原理模糊控制是一种常见的控制算法。
相较于其他控制算法，模糊控制具有更高的容错性和易用性。
模糊控制将控制器本身视为一种系统，并利用了一定的人工智能技术来实现控制。
通过将控制器的输入和输出描绘成“模糊集”，用“模糊关系”方法进行计算，得到控制量，从而实现对对象的控制。
3. 直流电动机调速系统基于模糊控制的设计基于模糊控制的直流电动机调速系统主要由以下几个方面组成：3.1 控制系统结构设计控制系统结构设计是调速系统的核心。
其主要通过计算机控制来实现直流电动机的控制。
这一系统中，电机的转速是反馈控制量。
控制器的输出是电机的控制信号。
通过采集电机转速信号，与目标速度进行比较，利用模糊控制来产生电机控制信号。
这样就能实现对电机转速的准确控制。
3.2 模糊控制器设计模糊控制器是基于模糊逻辑的控制器。
它可以将复杂的问题转化为模糊的控制规则，利用人工智能来模拟人脑的思考过程，产生具有鲁棒性和应变能力的控制信号。
具有模糊控制特性的系统优点在于能够应对控制对象的不确定性和模糊性。
3.3 直流电动机调速系统中的变频器调速器是直流电动机调速系统中的关键组件。
在现代化制造业中，变频器已经成为了控制技术的代表之一。
大学毕业设计---基于模糊pid控制的直流双闭环调速系统
第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。第二，三十年代末，出现了发电机——电动机(也称为旋转变流组)，配合采用磁放大器、电机扩大机、闸流管等控制器件，可获得优良的调速性能，如有较宽的调速范围(十比一至数十比一)、较小的转速变化率和调速平滑等。特别是当电动机减速时，可以通过发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网。这样，一方面可得到平滑的制动特性;另一方面又可减少能量的损耗，提高效率。但发电机——电动机调速系统的主要缺点是需要增加两台与调速电动机相当的旋转电机和一些辅助励磁设备，因而设备较多、体积大、费用高、效率低、安装需有地基、运行有噪声、维修困难等。第三，自出现汞弧变流器后，利用汞弧变流器代替上述发电机——电动机系统，使调速性能指标又进一步提高。特别是它的系统快速响应性是发电机——电动机系统不能比拟的。但是汞弧变流器仍存在一些缺点:维修还是不太方便，特别是水银蒸汽对维护人员会造成一定的危害等。第四，1957年，世界上出现了第一只晶闸管，与其它变流元件相比，晶闸管具有许多独特的优越性，因而晶闸管直流调速系统立即显示出强大的生命力。由于它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。晶闸管变流装置的放大倍数在10000以上，比机组(放大倍数10)高1000倍，比汞弧变流器(1000)高10倍;在快速响应性上，机组是秒级，而晶闸管变流装置为毫秒级。因此，目前在直流调速系统中，除某些特大容量的设备而且供电电路容量较小的情况下，仍采用机组供电、晶闸管励磁系统以外，几乎绝大部分都已改用晶闸管相控整流供电了。
基于某模糊控制地直流电机调速系统
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毕业设计作者签名：导师签名：签字日期：目录摘要 (I)A BSTRACT............................................................ I I 第一章绪论 (1)1.1论文的背景及意义 (1)1.2国内外研究现状及发展展望 (1)1.3本文研究的主要内容 (2)第二章直流电机 (3)2.1直流电机简介 (3)2.2直流电机结构 (3)2.2.1 定子 (4)2.2.2 转子 (4)2.3直流电机工作原理 (5)2.4直流电机调速原理 (6)第三章模糊控制概论 (8)3.1模糊控制理论 (8)3.2模糊控制与PID控制对比 (9)3.3模糊控制原理 (11)3.3.1 模糊控制的基本原理 (11)3.3.2 模糊控制器设计方法 (11)第四章MATLAB中模糊应用及仿真 (13)4.1用MATLAB编辑模糊控制器 (13)4.2结合本设计巧用MATLAB (13)4.2.1 模糊推理的五个步骤 (13)4.2.2 模糊逻辑工具箱的使用 (14)4.3在MATLAB中用查询表法仿真 (18)4.3.1 建立查询表法仿真模型 (18)4.3.2 模型仿真输入输出信号对比 (19)第五章软件算法设计 (20)5.1模糊控制算法设计 (20)5.1.1 选取模糊控制器 (20)5.1.2 选取合适的模糊子集进行模糊化 (20)5.1.3 建立模糊规则表 (22)5.1.4 模糊推理 (23)5.1.5 去模糊化 (24)5.1.6 模糊控制表 (24)5.2软件编程 (25)5.2.1 核心模糊算法 (25)5.2.2 霍尔元件测速 (26)5.2.3 电机速度数码管显示 (26)第六章硬件电路设计 (28)6.1器件选型 (28)6.1.1 主控芯片AT89C51 (28)6.1.2 晶振电路与复位电路 (31)6.1.3 L298N电机驱动模块 (33)6.1.4 LED数码管显示电路 (34)6.1.5 霍尔元件测速 (34)6.2 PROTUES硬件仿真 (35)6.2.1 测速模块仿真 (35)6.2.2 调速模块仿真 (36)总结与展望 (39)参考文献 (41)致谢 (42)附录A 外文文献及其译文 (43)附录B：毕业设计任务书............................ 错误！未定义书签。
基于模糊控制算法的直流电机速度控制系统设计
基于模糊控制算法的直流电机速度控制系统设计摘要：本文介绍了一种基于模糊控制算法的直流电机速度控制系统设计方案。
该系统采用模糊控制算法来实现对直流电机的速度控制，可以在不同的负载条件下实现稳定、高效的运行。
文章首先对直流电机的基本原理进行了介绍，然后对模糊控制算法进行了深入的分析和探讨，包括模糊控制系统的结构、模糊控制器的设计、输入输出的模糊化和去模糊化等方面。
接着，本文介绍了所设计的直流电机速度控制系统的硬件和软件实现方法，包括系统的硬件设计和控制算法的编程实现。
最后，通过实验验证了所设计的系统的性能和效果，结果表明该系统具有良好的稳定性和鲁棒性，可以满足直流电机在不同负载条件下的速度控制需求。
关键词：模糊控制；直流电机；速度控制；硬件设计；软件实现；实验验证。
Abstract:This paper presents a design scheme of speed control system for DC motor based on fuzzy control algorithm. The system uses fuzzy control algorithm to achieve speed control of DC motor, which can achieve stable and efficient operation under different load conditions. The article first introduces the basic principles of DC motor, and then analyzes and discusses the fuzzy control algorithm in depth, including the structure of fuzzy control system, the design of fuzzy controller, input and output fuzzy and de-fuzzification, etc. Then, this paper introduces the hardware and software implementation methods of the designed DC motor speed control system, including the hardware design of the system and the programming implementation of the control algorithm. Finally, the performance and effect of the designed system were verified through experiments. The results show that the system has good stability and robustness, and can meet the speed control requirements of DC motor under different load conditions.Keywords: Fuzzy control; DC motor; Speed control; Hardware design; Software implementation; Experimental verification.一、绪论随着现代工业的不断发展和自动化程度的提高，电机的控制和驱动技术越来越受到人们的关注。
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摘要模糊控制是以模糊集合理论为基础的一种新兴的控制手段，它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物，是一种更为智能和节能的控制方式。
本设计为模糊速度控制器,传感器采集到速度后与设定速度比较，得到模糊控制所需的两个输入量。
设计中对两个输入量模糊量化，并确定其隶属函数，建立模糊控制表，经单片机编程处理后得出结果，通过PWM控制电机进行加速。
最后达到的效果是使速度较稳定的保持恒定。
该系统的应用表明,该控制精度对储层设计技术具有可靠稳定性，它已经达到更高的准确度,并能在短的工作时间确保过渡过程的温度的精确控制。
首先介绍了该系统的整体构成,然后从硬件和软件两方面进行介绍。
在硬件部分,描述了系统的总体结构和之间的关系,并进一步讲述方式内部结构和外部特征的新编程的筹码；在软件部分,解释了模糊控制理论,又说明了该系统的应用程序；第三,从模糊控制的实现方面说明了该系统的流程图；本文最后对该系统作出一个总结：该软件设计模式可分为子模式的主要程序和在模式的合适位置对设计软件进行备份。
此外,它适用于很多方面的符号选择和处理程序的应用,可消除因未预知条件的变化而产生的影响。
该系统能高精度地有效控制其它的参数指标，值得推广和应用。
它不仅具有其它领域那样良好功能，而且具有更低的价格成本。
关键词：模糊控制，隶属函数，单片机编程，模糊控制规则AbstractFuzzy control is a sort of newly arisen control way based on fuzzy sets theory. It’s one result of fuzzy system theory and fuzzy technique and automatic control t echnique combined together. It’s a sort of control way much more intelligent and saving. This design is a fuzzy controller of speed. Comparing the speed collected transducer with the set speed will give us two input variables. Then fuzzificate the two input variables in the design and ascertain their membership functions, afterwards, establish the fuzzy controlling graph. Next, get the result through the programming process by single chip and PWM by controlling the faster through controlling the relay on the basis of the result. Thus, finally we could come to the effect that the speed could be kept constant steadily.The application of this system indicates that the precision reservoir designed on this control technology has reliable stability. And it has attained higher accuracy, short working time in transitive course on the precision temperature control. In this thesis, I firstly introduced the whole component of this system, then the hardware and software. In the part of hardware, I depicted the relation between the whole structure and modes, and further tells the inner structure and outer character of new programming chip. As for the part of software, I explained the theory of the fuzzy control firstly, and then showed its application in this system. Thirdly, I illustrated the flow chart of this system in which the fuzzy control is implied. At the end of this thesis I draw a conclusion about this system：The software designed on mode could be divided into sub modes in the main program. And on the suitable position of modes, was set software trap to redundancy design. In addition, it applies many ways in the program of symbol selection and processing to eliminate the effect of random shock. This system can also control others' parameter quota with high accuracy. It deserves being spread and applied Furthermore, it not only has good function as the other's country but also has lower price.Key Words: fuzzy control membership function singlechip programme fuzzy control rules第一章绪论1.1 论文的背景及意义电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。