基于改进遗传优化模糊PI算法的无刷直流电机控制研究

发布时间：2017-10-01 21:25

  本文关键词：基于改进遗传优化模糊PI算法的无刷直流电机控制研究

  更多相关文章： 无刷直流电机 模糊PI控制 改进遗传算法 隶属度函数 模糊控制规则

【摘要】：为了解决无刷直流电机控制方案的优化问题,以其数学模型为基础进行了分析。由于其模型是个复杂多变的非线性系统,因此,提出了改进遗传优化模糊PI控制方法。通过分析传统模糊控制以及存在的缺点,采用遗传算法对隶属度函数和模糊控制规则同时进行优化,并改进了遗传算法设计过程中影响控制性能的不合理因素,最终利用改进遗传优化模糊PI控制方法设计了新型速度控制器。针对提出的新方法进行了系统仿真,又设计完成了基于DSP和GUI的综合实验平台,对无刷直流电机的改进遗传优化模糊PI控制系统进行了验证,证明了其合理有效。研究结果表明：改进遗传优化模糊PI控制器具有响应速度快,无超调等特性,鲁棒性和抗干扰能力强,电机动、静态性能得到明显改善。新型控制方法有效提高了无刷直流电机控制性能,并为无刷直流电机高性能控制的理论研究和实际应用提供了新的思路。
【关键词】：无刷直流电机 模糊PI控制 改进遗传算法 隶属度函数 模糊控制规则
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM33
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景和意义10
• 1.2 无刷直流电机当今研究状况10-12
• 1.3 智能控制理论的发展与现状12
• 1.4 本文研究内容12-14
• 2 无刷直流电机工作原理及其模型分析14-21
• 2.1 基本结构14-16
• 2.1.1 电机本体结构14-15
• 2.1.2 位置传感器15
• 2.1.3 电子开关线路15-16
• 2.2 工作原理16-17
• 2.3 数学模型17-20
• 2.3.1 电压方程17-18
• 2.3.2 转矩方程18-19
• 2.3.3 运动方程19
• 2.3.4 传递函数19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 改进遗传优化模糊PI控制器设计21-34
• 3.1 模糊PI控制器设计21-27
• 3.1.1 模糊控制21-22
• 3.1.2 模糊PI控制器总体设计22
• 3.1.3 模糊化设计22-25
• 3.1.4 控制规则表25-26
• 3.1.5 模糊推理输出的求解26-27
• 3.1.6 解模糊方法选择27
• 3.2 改进遗传优化模糊PI控制方法27-33
• 3.2.1 遗传算法28-29
• 3.2.2 染色体编码29-30
• 3.2.3 适应度函数30
• 3.2.4 选择算子30-31
• 3.2.5 交叉算子31
• 3.2.6 变异算子31
• 3.2.7 改进遗传优化结果31-33
• 3.3 本章小结33-34
• 4 无刷直流电机控制系统仿真34-44
• 4.1 控制系统设计34-35
• 4.2 构建系统仿真模型35-41
• 4.2.1 电机主体模块35-38
• 4.2.2 优化后的模糊控制模块38-40
• 4.2.3 速度模块40-41
• 4.2.4 电流模块41
• 4.3 仿真结果与分析41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 控制系统平台设计44-55
• 5.1 主控芯片DSP介绍44-45
• 5.2 控制系统整体硬件设计45-51
• 5.2.1 电平转换电路45-47
• 5.2.2 驱动功率主电路47-49
• 5.2.3 转子位置检测电路49-50
• 5.2.4 电流采样电路50
• 5.2.5 过流保护电路50-51
• 5.2.6 其它电路51
• 5.3 系统软件设计51-54
• 5.3.1 主程序设计51-52
• 5.3.2 位置与速度信号处理52-53
• 5.3.3 速度调节53-54
• 5.3.4 电流调节54
• 5.4 本章小结54-55
• 6 GUI设计55-62
• 6.1 无刷直流电机GUI功能55-56
• 6.2 GUI基本功能模块56-61
• 6.2.1 串口设置56-57
• 6.2.2 系统设置57-58
• 6.2.3 转速设置58
• 6.2.4 数据选择58-59
• 6.2.5 采样时间59-60
• 6.2.6 动态数据60-61
• 6.3 本章小结61-62
• 7 系统调试与实验分析62-65
• 7.1 实验系统调试62-63
• 7.2 实验结果与分析63-64
• 7.3 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 作者简历71-73
• 学位论文数据集73

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本文编号：955761