摘要：提出并設(shè)計(jì)了以tms320f2812為核心的無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，并設(shè)計(jì)了自整定模糊控制器實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的調(diào)速，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。該方法較之傳統(tǒng)的調(diào)速控制方法，可以提高控制精度，又能夠根據(jù)對(duì)象輸出的變化調(diào)整參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制效果。

關(guān)鍵詞：tms320f2812；自整定模糊控制；無刷直流電動(dòng)機(jī)；調(diào)速系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：tm36 +1    文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a    文章編號(hào)：1001-6848(2010)05-0103-03

    無利直流電機(jī)不僅具有交流電機(jī)的體積小、重量輕、慣量小等特點(diǎn)，而且擁有直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)良的調(diào)速性能，但又沒有機(jī)械換向器的缺點(diǎn)，因此主要應(yīng)用于工廠自化和辦公自動(dòng)化方兩，它正在迅速取代傳統(tǒng)的直流電機(jī)和異步電機(jī)，在高精度的數(shù)控設(shè)備如機(jī)器人和機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)中，無刷直流電機(jī)的應(yīng)用也相當(dāng)多。因此無刷直流電機(jī)的控制問題成為研究的重點(diǎn)。

    電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)最常用的方法是雙閉環(huán)pid控制器，但該方法存在參數(shù)不能隨著被控對(duì)象的變化而作相應(yīng)的調(diào)速的缺點(diǎn)，將模糊控制和pid控制集合起來引入調(diào)速系統(tǒng)可以把一些具有模糊性的成熟經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則有機(jī)的融入到控制策略中，具有較強(qiáng)的魯棒性。但采取模糊控制仍然存在一事實(shí)上的超調(diào)現(xiàn)象，對(duì)系統(tǒng)中的不確定因素控制不是很好，穩(wěn)態(tài)精度仍然可以提高。本文提出了一種以tms320f2812為核心的無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方案，并沒計(jì)了自整定模糊控制器實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)調(diào)速，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。

    常規(guī)模糊控制器具有響應(yīng)時(shí)間短，超調(diào)量小，魯棒性好，適于非線性時(shí)變的復(fù)雜系統(tǒng)，建立模型相對(duì)容易等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也還存在一些問題：首先，常規(guī)的模糊控制器的控制規(guī)則建立之后就固定不變，難以獲得****控制指標(biāo)。相對(duì)于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程這類復(fù)雜的被控對(duì)象，采用這種控制器不能獲得預(yù)期的控制效果，而且適應(yīng)系統(tǒng)和環(huán)境變化的能力差。

  在本文中采用參數(shù)自整定模糊控技術(shù)，根據(jù)起動(dòng)運(yùn)行過程中的實(shí)際偏差和偏差變化率的大小，控制器選取不同的比例因子。這種基于量化、比例因子自調(diào)整方法算法簡(jiǎn)單高效，控制效果較好。結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

  模糊控制器采用二維模糊控制，主模糊控制單元和模糊參數(shù)尋優(yōu)控制單元都以無刷電動(dòng)機(jī)的輸出電流與期望值的偏差e及偏差變化率ec作為輸入變量。模糊參數(shù)尋優(yōu)控制單元的輸出可調(diào)整因子k1、k2、k3分別表示量化因子ke、kec以及比例因子ka的調(diào)整系統(tǒng)值。e、ec以及模擬控制器的輸出。的論域取{ -4，-3，-2，-1，0．+1．+2，+3，+4}。分為7個(gè)模糊子集，k1模糊語言變量選擇7個(gè)：nb，nm，ns，zo，ps，pm，pb；解模糊使用重心法。如表1—表4所示

    當(dāng)e和氣較大時(shí)，縮小k1和k2，降低對(duì)大偏差的分辨率，減少偏差，縮短過渡過程時(shí)間。當(dāng)e和ec較小時(shí)，系統(tǒng)已接近穩(wěn)態(tài)，這時(shí)應(yīng)增大k1和k2，提高系統(tǒng)對(duì)小偏差的分辨率，提高控制的靈敏度；當(dāng)誤差e較大，且與誤差變化ec符號(hào)相反時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大控制器的大小。當(dāng)誤差e較大，且與誤差變化ec符號(hào)相同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小k3系統(tǒng)響應(yīng)在沒定值附近時(shí)（此時(shí)誤差e較小），為防止產(chǎn)生較大的超調(diào)或欠調(diào)，k3應(yīng)該具有較寬的變化范圍，適當(dāng)減小比例因子以減小超調(diào)。按照上述自整定原則，可以獲得較好的控制效果。

    tms320f2812是32位的控制專用、內(nèi)含閃存以及高達(dá)150 mips的數(shù)字信號(hào)處理器，專閂為工業(yè)自動(dòng)化及自動(dòng)化控制等應(yīng)用而設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

  系統(tǒng)工作原理：交流電由整流橋轉(zhuǎn)換為直流電，一部分經(jīng)過穩(wěn)壓模塊后作為dsp芯片和其他主控板上電子器件的供電電源，一部分作為