基于模糊控制的直流無刷電機調速系統

摘 要：本文介紹了一種基于參數自調整的模糊控制單片機直流無刷電動機調速系統。系統采用高性能的八位嵌入式單片微處理器PIC16C63，使硬件結構簡潔、可靠；采用參數自調整模糊控制器，使系統具有較高的控制精度和良好的魯棒性。

關鍵詞：參數自調整模糊控制；嵌入式單片微處理器；直流無刷電機調速系統

引言

    傳統PID控制的電機調速系統技術成熟，結構簡單，較穩定可靠，應用較為廣泛，但也存在一些缺點，例如無法有效地克服傳動對象和負載參數的大范圍變化以及非線性因素對系統造成的影響，因而不能滿足高性能和高精度的要求。隨著模糊控制技術的成熟，應用越來越廣泛，人們也開始將它應用于電機調速中。使用模糊控制技術后，能充分利用其非線性結構自尋優等各種功能，從而顯著提高系統的魯棒性（robustness）。此外，由于不需要建立被控對象的精確數學模型，系統的設計也變得較為簡便。本文研究的這種新型電機調速系統，用模糊控制器替代傳統的PID調節器，能明顯改善系統的穩態和動態性能，有較好的控制效果[1]。

系統硬件結構

    系統硬件結構如圖1所示。系統主要由單片微機PIC16C63、顯示器、整流電路、直流變換、斬波電路、轉速檢測電路、直流無刷電動機（額定電壓48V，額定轉速2000r/min）等組成。

　　PIC16C63是MICROCHIP公司的8位CMOS單片微處理器；只有35條基本指令；片內有三個多功能輸入輸出I/O口RA、RB和RC，其中RB、RC口為8位，RA口為5位，可直接驅動LED；3個帶8位可編程預分頻器的8位定時/計數器；2個CCP（捕獲/比較/PWM）模塊，可輸出PWM信號（從RC2/CCP1和RC1/CCP2引腳輸出）；192字節通用RAM，4096