基于自调整因子模糊PID直流电机调速系统设计

印武春 罗建 王力超 刘丙友

摘 要：针对传统控制规则的不足，本文设计了基于自调整因子的模糊控制规则，并将基于自调整因子模糊PID控制器应用于直流电机调速系统进行仿真。仿真结果表明直流电机调速系统基于自调整因子模糊PID控制器比传统模糊PID控制器具有更快的响应速度和更好的抗扰动能力。

关键词：直流电机；模糊PID；自调整因子；调速系统

直流电机由于结构简单、调速性能好，在工业、航空航天等领域得到了日益广泛的应用。[1]模糊PID控制技术结合了PID控制技术和模糊控制技术两者的优点，可以实时调整PID的控制参数，具有很好的鲁棒性，应用于直流电机调速系统可以得到满意的控制效果。[2]

1 系统数学模型

建立直流电机的数学模型是直流电机调速系统的最关键的部分。

3 系统仿真

在Matlab/Simulink中搭建直流电机模糊PID控制模型进行仿真，对比基于自调整因子模糊PID控制器与传统模糊PID控制器控制效果。

输入为1rad的阶跃输入时，基于自调整因子模糊PID与传统模糊PID响应曲线如图2所示。由图2可以看出，基于自调整因子模糊PID的超调量接近于0，调节时间为0.3972s，传统模糊PID的超调为4.026%，调节时间为0.4617s。所以得到基于自调整因子模糊PID与传统模糊PID相比具有更好的动态性能和稳态性能。

4 结语

基于自调整因子模糊PID是在传统模糊PID的基础上改进模糊规则，实现控制规则的调整。仿真结果表明：基于自调整因子模糊PID在直流电机速度控制上具有更好的鲁棒性、抗干扰能力，能得到更好的控制效果。

参考文献：

[1]刘慧博，王静，吴彦合.无刷直流电机模糊自适应PID控制研究与仿真[J].控制工程，2014，21（4）：583-587.

[2]王庆明，孙怡.基于模糊PID控制的直流电机同步控制系统[J].机电工程，2012，29（5）：493-496.

[3]朱颖合，薛凌云，黄伟.基于自组织调整因子的模糊PID控制器设计[J].系统仿真学报，2011，23（12）：2732-2737.

基金项目：安徽工程大学本科生科学研究项目（2017DZ16）

作者简介：尹武春（1996-），男，安徽滁州人，本科，主要研究方向为模糊控制技術。