基于DSP的无刷直流电机模糊控制系统的设计

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1、第43卷第5期电力电子技术Vo1．43No．52009年5月PowerElectronicsMay，2009基于DSP的无刷直流电机模糊控制系统的设计赵亮，刘星桥，韩彬，刘洋(江苏大学，江苏镇江212013)摘要：针对传统的速度、电流双闭环控制系统不能随外界变化而调整PID参数和控制精度不高等缺点．提出了将模糊算法应用到无刷直流电机(BLDCM)控制系统中。采用工控芯片TMS320F2812型DSP作为处理器．实现了模糊控制系统的全数字化。对控制系统的硬件进行了设计，运用C语言编程进行了软件设计，通过试验证明了该系统设计的正确性。实验结果表明，该

2、模糊控制系统运行平稳，具有较高的控制精度和较好的鲁棒性关键词：无刷直流电机；控制：模糊算法／数字信号处理中图分类号：TM301．2文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2009)05—0040—02DesignofFuzzyControlSystemforBLDCMbasedonDSPZHAOLiang，LIUXing-qiao，HANBin，LIUYang(J／angsuUniversity，Zhenji~g212013，China)Abstract：Thetraditionalspeedandcurrentdoubleclosed-lo

3、opPIDcontrolsystemcannotself-adjustitsparameterswithexternalconditionsaodhaslowcontrolaccuracy．Thefuzzyalgorithmisappliedintothebmshlessdirectcurrentmotor(BLDCM)controlsystem，adoptingthecontrolchipDSPTMS320F2812processor，theentiredigitizationoffuzzycontrolsystemisachieved．Har

4、dwareofsystemisdesigned，andthesoftwareisdesignedwithClanguageprogramming．Experimentprovesthecorrectnessofdesignforthisfuzzycontrolsystem．Theexperimentalresultsdemonstratethattheperformanceisquitesatisfiedandthefuzzycontrolsystemhashighprecisionandgoodrobustness．Keywords：BLDCM

5、；control；fuzzyalgorithm／digitalsignalprocessingFoundationProject：SuppofledbyJiangsuNaturalScienceFoundation(No．BK2008228)；JiangsuProvinceIndustrialKeyProject(No．BE2006090)l引言考量。该参考量与电流反馈量的偏差经电流调节后，目前．无刷直流电机(BLDCM)的控制芯片主要形成PWM占空比的控制量．从而实现对BLDCM的有：专用集成电路控制芯片MC33033、51系列单片机控制电流反

6、馈是通过型号为LTA50P／SP1的电流C8051、高性能的数字信号处理器TMS320F2812。前霍尔传感器检测直流母线上的电流来实现的；速度两者在处理速度及精度上都难以与高性能的数字信反馈则是通过BLDCM自带的霍尔位置传感器输出号处理器(DSP)~H比。DSP的快速运算能力能够使数的位置量，经计算后得到的。另外霍尔位置传感器输字控制系统进行实时运算，其内部结构使控制系统能出的位置量还用于控制电机的换相。实现更复杂的控制算法．从而为模糊算法的应用和形成全数字式的BLDCM模糊控制系统奠定基础l1I。传统的PID控制方法过于依赖控制对象的模型参

7、数．不随外界变化而调整各参数，控制精度不高．鲁棒性差，在实际生产现场条件下难以达到最优状态【2]采用模糊控制不仅能发挥模糊控制动态响应好、超调小的特点，而且具有传统PID控制良图1BLDCM模糊控制的框图好的稳态精度l3l。3模糊控制查询表2BLDCM模糊控制的原理图2示出模糊PI控制器的框图。将速度偏差e图1示出BLDCM模糊控制框图。给定速度与和偏差变化率ec作为模糊PI控制器的输入语言变速度反馈量形成偏差，经模糊PI调节后产生电流参量，AKAKi作为其输出语言变量。确定e,ec，△Kp，AKj的论域为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，P

8、B}，取值为卜3，一2，一1，0，1，2，3)'隶属函数采用三角形。根据模基金项目：江苏省自然科学基金资助项目(BK2008228)；江