双闭环直流电机调速的模糊自适应控制及其仿真研究.docx

摘要：在本次设计中我选取了双闭环直流调速系统作为研究对象，设计参数自整定模糊PID转速。该控制器主要由模糊控制器和参数可调整的PID控制器两部分组成，模糊推理器以偏差e和偏差变化率作为输入，以传统PID控制器的三个参数Kp、Ki和Kd为输出，采用模糊推理方法实现对这三个参数的在线自适应调整，调整后的参数则被应用到传统PID控制中用以提高系统的控制性能。通过用Matlab仿真的结果表明，可看出直流电机在所设计的模糊自适应控制器下能够实现有一个良好的动态抗扰性能，与普通的PID控制器相比，设计的双闭环直流调速系统有着上升、下降时间较少，超调量较小，稳精度高等优点，是一个拥有更优性能的调速控制器。

关键词：模糊自适应控制；PID控制；双闭环直流调速系统；直流电机调速

目录

摘要

Abstract

1 绪论-5

1.1研究目的和意义-5

1.2国内外研究现状-7

2软件介绍-9

2.1Matlab介绍-9

2.2Simulink介绍-10

2.2.1 Simulink模块库-10

3直流电机的工作原理-12

3.1直流电动机-12

3.2调速性能指标介绍-13

3.2.1稳定性-13

3.2.1.1静态调速指标-14

3.2.1.2各个指标间的关系-14

3.2.2动态特性-15

3.2.2.1跟随性能指标-15

3.2.2.2抗扰性能指标-17

4模糊控制-19

4.1模糊自适应控制器-20

4.2模糊控制系统的稳定性-20

4.3模糊控制的结构-21

5双闭环直流调速系统的模糊自适应控制设计-22

5.1双闭环直流调速系统的设计-22

5.1.1设计ACR-25

5.1.1.1时间常数-25

5.1.1.2 ACR的结构与参数-25

5.1.2设计ASR-26

5.1.2.1时间常数-27

5.1.2.2 ASR的结构和参数-27

5.1.2.3 ASR电阻电容计算-27

5.2模糊自适应PID控制器的设计-28

5.2.1传统PID控制器-28

5.2.1.1PID控制器的结构-28

5.2.1.2 PID控制器的算法流程-29

5.2.2模糊自适应PID控制器-29

5.2.2.1确定输入变量并模糊化-29

5.2.2.2确定输出变量和隶属函数-30

5.2.2.3确定模糊控制规则-30

5.2.2.4在线自校正-31

5.2.3基于Matlab模型逻辑工具箱设计控制器-32

5.2.3.1 模糊推理系统模型的确立-32

5.2.3.2隶属函数的确立-33

5.2.3.3编辑模糊推理系统-34

6系统仿真-37

6.1系统仿真模型-37

6.2仿真结果-38

7总结-42

参 考 文 献-43

致 谢-45