基于模糊PI控制的永磁同步电机(PMSM)方法.pdf

简介：
本文探讨了一种采用模糊PI控制策略优化永磁同步电机（PMSM）性能的方法。通过调整PID参数，改善了系统的响应速度和稳定性，为电动机驱动系统提供了新的解决方案。 永磁同步电机（PMSM）是一种重要的驱动系统，在工业、航天及汽车电子等领域有着广泛的应用。这种电机具有高效率、高功率密度以及高性能的特点，但其控制过程相对复杂，特别是面对参数变化、非线性问题和系统耦合影响时，传统的基于数学模型的策略难以实现理想的控制效果。因此，模糊控制技术被引入到PMSM控制系统中以提高系统的鲁棒性和适应能力。 模糊控制是一种不依赖于精确数学模型的方法，它通过模拟人的决策过程来处理输入信息，并根据设定的一系列规则输出相应的控制信号。在设计模糊控制器时，关键在于制定合适的模糊规则以及选择适当的隶属函数。当应用于PMSM控制系统中时，这种技术可以有效应对电机参数漂移、非线性及耦合等问题，从而提升系统的整体性能。 本次研究提出了一种基于模糊PI的复合控制方法，在传统比例-积分（PI）控制器的基础上加入模糊控制策略。虽然PI控制器能够解决系统稳态误差问题，但在面对较大偏差时其动态响应速度较慢。为弥补这一不足，研究人员引入了结合模糊和PI控制的技术。 在新的控制系统中，当电机的实际转速与设定值差异显著时采用模糊控制以加快系统的响应；而在较小的误差范围内则切换到传统的PI控制策略来提高稳态精度。这样设计可以充分利用模糊控制器快速反应的优势以及PI控制器高精度的特点，从而优化整体性能。 系统结构包括多个环节如给定转速调节器、速度偏差计算模块、模糊PI控制器及电流期望值生成等部分。此外，电机的电流环采用id=0矢量控制策略，并且电压逆变器应用空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术以实现更精准的控制。 在规则设计阶段，通过设定误差及其变化率的隶属函数以及模糊控制规则表来构建控制器。这些设置确保了系统根据实际运行状况动态调整其行为模式。 实验结果显示，该提出的模糊PI控制系统相比传统方法具备更快响应速度、更高稳态精度及更强鲁棒性等优点，在处理参数变动和非线性耦合等问题时尤为突出。这表明新的控制策略确实能够有效提升PMSM的性能，并适用于对电机有较高要求的应用场景。 综上所述，模糊PI控制技术通过整合模糊与传统PI控制器的优势为复杂工况下的永磁同步电机提供了一种有效的解决方案。该方法不仅提升了系统的动态响应和稳态精度，还增强了其适应性和鲁棒性，在多种工业环境中展现出广泛应用前景。随着相关理论和技术的发展，这种控制策略有望在PMSM及其他领域得到更广泛的应用和发展。