永磁同步电机PID参数优化研究.pdf

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1、29卷第4期计算机仿真2012年4月文章编号：1006—9348(2012)04—0泓7一04永磁同步电机PID参数优化研究鲍建成(江苏海事职业技术学院信息工程系，江苏南京211170)摘要：研究永磁同步电机优化控制问题，永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点，应用环境一般较为复杂且常常存在各种干扰使电机系统稳定性差，针对传统PID控制方式很难满足电机系统要求，控制效果差，超调大。为提高控制精度，提出一种改进的PID控制方法。将PID控制器的参数作为粒子群中的粒子，系统控制精度作为粒子的寻优目标，通过粒子搜索找到最优PID控制参数，从I面对电机进行精确的控制。仿真结果表明，粒子群算法的

2、PID控制器提高了永磁同步电机系统控制精度，为永磁同步电机优化设计提供了科学依据。关键词：粒子群算法；永磁电机；比例积分微分控制器；参数优化中图分类号：TP271文献标识码：AResearchonParametersOptimizationofPMSMSpeedServoSystemBAOJian——cheng(DepartmentofInformationEngineering，JiangsuMaritimeInstitute，JiangsuNanjing211170，China)ABSTRACT：ResearchaboutPIDpantmetemoptimizationproblem．

3、Motorspeedcontrolsystemisacomplexsys-tem，changeswithtime，andhasthecharacteristicsofnonlinearandstrongcoupling，therefore，thetraditionalPIDparametersoptimizationmethodcannotobtaintheoptimalPIDparameters，andthesystemcontroleffectispoor．Inordertoimprovethecontrolprecision，thepaperputforwardaPIDparamet

4、ersoptimizationmethodbasedonparticleSWat'HIalgorithm．PIDcontrollerparametersweretakenastheparticleswhilethesystemcontrolaccuracyasparticleswarmoptimumtarget．TheoptimalPIDcontrolparameterswerefoundbythroughparticlesearch，thusimprovedtheperformancesofmotorspeedcontrolsystem．Simulationresultsshowthat

5、PIDcontrollerbasedonparticlesw&rn'lalgo-rithmimprovesthesystemcontrolaccuracyandadjustingspe}ed，reducestheovershoots，andhasagoodapplicationprospect．KEYWORDS：PSO；PMSM；PID；Parametersoptimizationl引言永磁同步电机因具有结构简单、转矩波动小、运行可靠、效率高等优点，而广泛应用于中小容量的交流调速和伺服系统中，其系统控制是其中的研究重点。同步系统是一个多变量、非线性、强耦合系统，若采用常规的控制器，容易受电

6、机参数变化和负载扰动等不确定因素的影响。永磁同步电机通常采PID控制器，PID控制器性能与其控制参数密切相关，因此如何对PID控制器参数进行合理优化非常重要的，一直是电机控制系统研究的热点问题⋯。最初PID控制器采用试凑法和经验等人工方式对其参数进行优化，耗时长，效率低，很难找到最优PID控制参数，收稿日期：2011一04-22修回日期：2011—06—12因此控制精度不高旧J。当前主要的PID控制器参数优化方法有ZN法pJ、单纯形法H3和梯度法¨】，这些方法简单易实现，但是各自存在不足，如ZN法超调量和振荡大，单纯形法易陷入局部最优解，梯度法对初初值敏感，且均是基于线性控制系统，因此对于

7、这机具有非线性、时变性等变化特点的控制系统，其参数变化呈典型的非线性规律，因此传统PID控制器参数优化控制效果不理想，且这些传统方法不能进行在线参数优化"】。近年来，随着智能控制技术的发展，利用神经网络对PID控制器参数进行优化成为当前的一个研究热点，但是神经网络本身参数优化十分复杂，网络收敛速度比较低，难以获得较高的控制精度哺1。粒子群算法(ParticleSwarmOptimization，PSO)模拟鸟群捕食机制的