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PMSM伺服系统位置环的PI-模糊混合控制器研究
PMSM伺服系统位置环的PI-模糊混合控制器研究
1.引言
永磁同步电机（PMSM）是一种在工业中广泛使用的电机，其具有高效率、高功率密度和良好的响应特性。在许多应用中，如机器人、风力发电和电动汽车中，PMSM的位置控制是至关重要的。传统的位置控制器采用PI控制器，但在面对复杂非线性特性的时候，PI控制器无法满足要求。因此，本论文将研究PMSM伺服系统位置环的PI-模糊混合控制器，以提高系统的性能和鲁棒性。
2.PI控制器
PI控制器是一种常见的位置控制器，其输出与当前误差和过去误差的累积成正比。PI控制器简单易用，但对于非线性和不确定性较大的系统来说，其性能可能不理想。
3.模糊控制器
模糊控制器是一种基于模糊逻辑的控制方法，能够模拟人类的决策过程。通过设计适当的模糊规则和隶属度函数，模糊控制器可以应对非线性特性和不确定性。然而，模糊控制器对于系统的建模和调参相对困难，且存在计算复杂度高的问题。
4.PI-模糊混合控制器
PI-模糊混合控制器融合了PI控制器和模糊控制器的优点，以实现更好的控制性能和鲁棒性。其控制规则采用了PI控制器和模糊控制器的特性，通过模糊推理和模糊逻辑运算，根据输入的误差和误差变化率来计算控制器的输出。
具体地，PI-模糊混合控制器由模糊化、规则库、推理机和解模糊化四个部分组成。首先，将误差和误差变化率进行模糊化，将其转化为模糊隶属度。其次，根据设定的规则库，通过推理机进行模糊推理，得到控制器的输出。最后，通过解模糊化将模糊输出转换为实际的控制信号。
5.实验与仿真
在研究中，我们搭建了PMSM伺服系统的实验平台，并分别设计了PI控制器、模糊控制器和PI-模糊混合控制器进行比较实验。
通过实验和仿真结果的对比，我们发现PI-模糊混合控制器在系统性能和鲁棒性方面具有明显优势。与传统的PI控制器相比，PI-模糊混合控制器减小了系统的超调量和调节时间，并提高了系统的跟踪精度和抗干扰能力。与模糊控制器相比，PI-模糊混合控制器运算速度更快，实现了更精确和稳定的控制。
6.结论
本论文研究了PMSM伺服系统位置环的PI-模糊混合控制器，以提高系统的性能和鲁棒性。通过实验和仿真的比较，我们验证了PI-模糊混合控制器在系统控制方面的优势。PI-模糊混合控制器不仅能够应对复杂的非线性系统，还具有良好的鲁棒性和抗干扰能力。
然而，本研究也存在一些局限性，如控制器设计的复杂性和参数调优的困难性。未来的研究可以进一步优化PI-模糊混合控制器的设计，并考虑其他控制方法的结合，以满足更高要求的系统控制。
参考文献：
[1]Zhang,X.,&Miao,Q.(2019).Robustfuzzyslidingmodecontrolforapermanentmagnetsynchronousservomotor.AdvancesinMechanicalEngineering,11(9),1687814019870190.
[2]Arib,A.,Chaabane,M.,&Bensalem,M.(2015).DirecttorquecontrolforaPMSMbasedonafuzzyPIcontroller.JournalofElectricalEngineering&Technology,10(4),1551-1560.
[3]Lu,Z.,Mu,C.,Li,D.,&Jin,Y.(2018).PositioncontrolofpermanentmagnetsynchronousmotorbasedonfuzzyPIcontroller.InternationalJournalofAdvancedRoboticSystems,15(5),1729881418798115.