基于模糊PID算法的电动机低速控制.pdf

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1、·电气技术与自动化·王亮·基于模糊PID算法的电动机低速控制基于模糊PID算法的电动机低速控制王亮(东南大学机电平台。江苏南京211189)摘要：检定车车速控制是流速仪检定系统中的一个重要环节和控制难点，尤其是在低速运行时，由非线性摩擦阻力而产生的“爬行”现象使车速的精度更是难以控制。现对低速运行时的“爬行”现象进行分析，通过模糊PID算法控制调节PWM输出，从而尽可能的消除这一现象，使检定车在低速时具有较高的速度精度，误差控制在0．5％左右，这在国内同行业处于领先地位。关键词：模糊控制；PWM；车速检测；检定系统中图分类号：TM57文献标志码：B文章编号

2、：1671-5276(2011)06-0164-03LowSpeedControlofMotorBasedonFuzzy．-PIDWANGLiang(PIatformofMachinicalandElectrical，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China)Abstract：Thespeedcontrolsystemofcalibrationvehicleplaysanimportantroleinthewholecalibrationsystembutitishardtobecontrolled，inparticu

3、lar，in“creepingphenomenon”．Thispaperanalyzes“creepingphenomenon”atfirst，andtheneliminatesthisphenomenonaspossiblebyPWMoutputcontrolledbyFuzzy·PID．Itismadehavehighaccuracyofspeedvehicleinthelowspeed，particularly．within0．5％inlowspeedandhastheleadinthesametradeinChina．Keywords：fuzzyc

4、ontrol；PWM；vehiclespeeddetecting；calibrationsystem差，系统不能满足验收标准中的车速控制精度。而有些系0前言统即便满足了车速精度(即10S内的平均速度精度满足要求)，但车速的不平稳势必带来流速仪旋转速度的不平我国水利资源丰富，转子式流速仪被普遍使用在水文稳，这会导致检定结果有较大误差。观测第一线上，因此流速仪的检定十分重要。根据国家行考虑摩擦力矩的电枢控制式直流伺服电动机的力平业标准(SL／T150-95)《直线明槽中转子式流速仪的检定衡方程为：方法》的规定：“流速仪的检定采用在横断面均匀一致，静～一=J+(

5、1)水的直线水槽中，以各种稳定的速度牵引流速仪，测定牵U引车的速度和流速仪转子转速，从这两组数据中，建立一式中：——电动机产生的电磁转矩；个或几个方程式并指出其使用范围。”——电动机输出轴上的摩擦力矩；由上述规定可知，在流速仪检定系统中检定车的车速．，——电动机输出轴上的转动惯量；是检定的一个重要参数，它的控制精度直接影响了流速仪b——电动机输出轴上的阻尼系数；检定的准确性。而国内现存的多家流速仪检定系统多数已——电动机输出轴的转速。经老旧失修，达不到国家标准进度。尤其是在低速运行阶直流伺服电动机的摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力，段，更是“爬行”现象明显，几

6、乎难以完成正常的检定任务。它们各自对应了系统中的静摩擦力矩和动摩擦力矩作者所在团队受水利部中国东部水利水文检测中心。当=0，系统的摩擦力矩=7'0；当对应∞>0，系统的委托设计智能高效的流速仪检定系统，并对电动机拖动的摩擦力矩=，其中<。在检定车启动阶段，摩检定车车速控制进行了重点研究。擦力矩会发生突变，所以检定车启动瞬间不平稳。类似于启动过程，由于系统机械结构复杂·，检定车行进过程中也1“爬行’’现象探讨会出现动摩擦力矩的突变，这是“爬行现象”的根本原因。在以往的流速仪检定系统的研制中，检定车在低速运2PWM输出控制行时(通常在0．0lm／s或0．02m

7、／s)会有明显的“爬行现象”。所谓“爬行现象”，是由于整个直流伺服系统中存在由上文分析可知，造成检定车车速忽快忽慢的根本原非线性的摩擦阻力，致使输入是低速平稳变化的，但系统因，是整个伺服电动机系统中存在摩擦力矩的跳变。一般的输出却是跳动式的变化。在检定系统中，“爬行现象”来说，遏制这种跳变的方法有以下几种：1)改变机械结具体表现为检定车在低速运行时车速忽快忽慢，稳定性较构，增加一个补偿阻尼，这样可以从根本上消除“爬行现作者简介：王亮(1978一)，男，江苏南京人，电气工程师，硕士研究生，主要从事机电类实验教学和工程课题研究。·164·http：fZZHD．

8、chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@ch