基于模糊控制的直流無刷電機調速系統(tǒng)

摘 要：本文介紹了一種基于參數(shù)自調整的模糊控制單片機直流無刷電動機調速系統(tǒng)。系統(tǒng)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(shù)自調整模糊控制器，使系統(tǒng)具有較高的控制精度和良好的魯棒性。

關鍵詞：參數(shù)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(tǒng)

引言

    傳統(tǒng)PID控制的電機調速系統(tǒng)技術成熟，結構簡單，較穩(wěn)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(shù)的大范圍變化以及非線性因素對系統(tǒng)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(yōu)等各種功能，從而顯著提高系統(tǒng)的魯棒性（robustness）。此外，由于不需要建立被控對象的精確數(shù)學模型，系統(tǒng)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(tǒng)，用模糊控制器替代傳統(tǒng)的PID調節(jié)器，能明顯改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能，有較好的控制效果[1]。

系統(tǒng)硬件結構

    系統(tǒng)硬件結構如圖1所示。系統(tǒng)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(shù)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(jié)通用RAM，4096