基于高精度模糊控制技术的直流调速系统设计

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直流调速系统具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在高性能的电力拖动领域中得到了广泛的应用。过去,直流电动机一般采用传统的PID控制器进行控制,随着被控的对象越来越复杂,控制精度和鲁棒性要求越来越高,传统的PID控制器已经越来越难以满足要求。  本文设计了基于高精度模糊控制技术的全数字直流电机调速系统。控制系统以TI公司的DSP TMS320LF2407A为核心,硬件电路包括控制器电路、电源电路、驱动电路、电流检测电路和保护电路的设计。在控制算法上,考虑到常规模糊控制器精度不高,无法消除稳态误差,而很多比较先进的高精度模糊算法或者过于复杂,难以实现,或者对控制器要求太高,无法应用于嵌入式系统。本文着重分析了论域缩小逼近法算法和变论域算法这两种高精度算法的优点及不足,并在此基础上提出了一种新型的算法,该算法根据伸缩因子将系统划分为若干等级,并且借鉴了变论域算法中输入输出伸缩因子的关系确定每个划分的输出比例系数,因此,该算法即继承了变论域算法设计简便的特点,同时还通过等级划分使新的算法具有实时性好的优点,非常适用于嵌入式系统中的应用。  本文采用自行设计的控制器组建实验平台,对改进型的模糊控制算法进行了验证。实验结果表明,改进型的高精度模糊控制算法达到了消除系统稳态误差的目的,具有较好的实用性能。
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