2022年模糊PID控制在直流调速系统中的应用 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 模糊 PID 掌握在直流调速系统中的应用摘要 :本论文将 PID 掌握和模糊掌握相结合, 解决了直流调速系统中转速响应速度慢的问题; 在论文中主要针对了电压对传统 PID 掌握时双闭环直流调速系统性能下降的问题, 提出了模糊 PID 掌握的方法;这种掌握方法主要是依据依据调速系统的偏差 e和偏差变化率 ec, 经过模糊规律推理 , 然后对直流电机系统进行调剂掌握后,系统的动态特性有明显的提高;论文主要针对双闭环直流调速系统进行了仿真分析;为了对直流电机的掌握挑选出更好的掌握方法,本设计中对转速环进行 PI 掌握,由于在直流调速系统中转速环起主导
2、作用,电流环只是调剂电流,所以在设计中将转速环中的 PI 调节器用模糊掌握器代替, 在这两种情形下进行仿真试验;虽然传统 PID 掌握结构简洁,但是转速环PI 掌握的情形下,系统到达稳固状态的时间较长而在转速环模糊掌握的情形下, 能使系统更快复原到平稳状态, 且具有更小的转速降;因此 , 本掌握方法能够保证系统具有较好的动态性能;关键词 直流调速 , PID 掌握, 模糊 PID 掌握, 双闭环ABSTRACTThis paper combines PID control and fuzzy control,to solved DC speed-regulating system for sp
3、eed in slow response problem. Thesis when main voltage to the traditional control in double closed-loop DC speed system performance issues, proposed fuzzy control method. This control method is based mainly on according to the deviation and deviation of rate of change of speed regulating system, thr
4、ough fuzzy logic inference, then adjust the DC motor 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - systems control, dynamic characteristics of the systems has significantly improved. Thesis focused on double closed-loop DC speed-regulating system for the simulation. In order to select bet
5、ter control for DC motor control method, designed to control the speed ring, because of the speed loop in DC speed regulating system play a leading role, current loop is regulating current, so design your speed controller using a fuzzy controller in place of the ring, in both cases conducted simulat
6、ion experiments. While traditional control structure is simple, the speed control of cases, however, the system reaches a steady state for a long time, and in the case of speed-loop fuzzy control, can make your system faster return to equilibrium, and has a smaller rpm drop. Therefore, the control m
7、ethod to ensure the system has good dynamic performance. 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖;Key words :DC speed governing Double closed loop PID control Fuzzy PID control聞創沟燴鐺險爱氇谴净;目录名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 绪论 . 1 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟;. 1 酽锕极額閉镇桧猪訣锥;. 1 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑;. 2 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔;. 4 厦礴恳蹒骈時盡继價骚;2 模糊
8、掌握的基本理论 . 4 茕桢广鳓鯡选块网羈泪;. 4 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴;模糊掌握器 . 5 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨;将模糊推理后得到的模糊集转换为用作掌握的数字值. 7 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴;2.3 模糊化的详细步骤 . 7 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦;2.4 精确化的过程 . 8 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡;. 9 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷;. 10 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷;3 双闭环直流调速系统的仿真 . 10 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚;3.1 直流电机系统采纳掌握的主要缘由. 10蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘;名师归纳总结 3.2 系统采纳掌握主要解决的问题. 11買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄;第 3 页,共 30 页3.
9、3 电机参数的选取和运算. 12綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴;3.4 搭建模型 . 12驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦;3.5 双环的设计 . 12猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑;3.6 双闭环直流调速系统的仿真结果. 16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔;4 模糊 PID 在直流调速系统中的仿真 . 20 構氽頑黉碩饨荠龈话骛;4.1 模糊 PID 掌握器的设计 . 20輒峄陽檉簖疖網儂號泶;4.2 模糊规章表的建立. 21尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅;4.3 仿真模型的建立. 22识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒;4.4 仿真结果 . 24凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴;4.5 小结 . 25恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦;5 总结与展望 . 25鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫
10、;参考文献 . 27硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹;致谢. 错误.未定义书签;阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 绪论直流电机是直流电能和机械能相互转换的旋转电机;它的主要特点是调速范畴广,易于平滑调速;起动、制动和过载转矩大;易于掌握,牢靠性较高等优点;因此,近几年来在各个领域中得到了广泛的应用;随着当今社会科学技术的迅猛进展与提高,它的产品质量、性能、精度、功能以及功耗、自动化程度等广泛受到世界的关注;直流电机在结构方面的特点主要是结构简洁,线路简洁检查,而且在设备显现问题是保护便利,运行牢靠;现在直流电机已经被广泛应用于各种调速驱动
11、场合;较差温度较低或者比较潮湿的工作环境下但是最主要是应用在工作环境、对掌握器的价格、性能比要求较高的场合;在工程实践中,正是由于直流电动机具有稳固的工作性能和 良好的调速性,所以在当今的工业生产中得到了认可和广泛的应用,由于被 广泛应用,所以才会显现较多的问题,进而使直流电动机的掌握成为了很多 专家学者讨论的重点问题; 直流电动机的掌握主要采纳 PID 掌握技术; 其中 智能 PID 掌握器和外表已经特别多, 这些产品已经在工程实际设计中得到了很广泛的应用, 市场上已经有了各种各样的PID 掌握器产品, 其中 PID 掌握器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现;氬嚕躑竄贸
12、恳彈瀘颔澩;4直流调速系统从开环进展到闭环,从有静差进展到无静差,其中的关键名师归纳总结 是由运算放大器等电子模拟电路所组成的调剂器所起的作用;它把转速定量第 4 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 和反馈量进行比较后对误差进行掌握,使电动机的转速保持在某一恒定值 上;直流调速是现代电力拖动自动掌握系统中进展较早的一门技术;在 20 世纪 60 岁月,随着晶闸管的显现,电力电子技术和掌握理论相结合结合促 进了电力传动掌握技术讨论和应用进展;尽管目前沟通调速进展很快速,交 流调速技术越来越成熟,沟通电动机也有经济性和易保护等优点,使沟通调
13、速广泛被应用; 但是直流电动机调速系统始终利用其良好的调速性能占据着 主市场,并且建立在反馈掌握理论基础上的直流调速原理也是沟通调速掌握 的基本原理; 在科技日益进展成熟的今日直流调速装置和沟通调速装置都是 数字化的,它们各自使用的芯片和软件都有其特别的优点,但基本掌握原理有其共性,本论文主要通过MATLAB仿真讨论证明直流调速的基本工作原理和调速性能;釷鹆資贏車贖孙滅獅赘;6在 21 世纪随着科学技术的快速进展,越来越多的工业进展对自动掌握 系统的精度以及系统的稳固性、系统的自适应才能的要求也越来越高,在工 业进展的过程中,所讨论的系统也变得更加的复杂;然而在很多情形下被控 对象的模型是很难
14、建立,但是就算被控对象的模型能建立出来,也是高阶系 统,处理起来更加麻烦,对象性能的分析更是不简洁;仍有工业系统中的模 型相互之间有复杂多变的交叉耦合关系,使其模型变得更加复杂、难于求解 和分析它的主要性能;在科技变得复杂,工业对象也变得复杂的时代,需要 自动掌握的设备和对象越来越多,传统的自适应掌握有肯定的局限性,由于名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 它只能解决被控对象的数学模型确定的以及一些简洁模型方面的问题,对于被控对象的数学模型无法建立的对象无法进行掌握;由于人脑可以对模糊事物进行正确的识别与判定,然后对问
15、题作出分析与解决,虽然这样的识别与 判定的模糊手段看着好像特别不准确,但是它就是可以到达精确掌握的目 的;而自适应掌握技术不肯定能到达这样的掌握成效;操作人员是在通过不 断的尝试之后,积存大量的体会,然后应用这些体会以及理论学问来确定对被控对象的策略及性能指标的判据;而这些操作人员的体会都是以自然语言的形式表达出来的, 自然语言是人们在传递信息的过程中最常用到的符号系 统,尽管其中包含了不确定性和模糊性,利用清楚的经典规律很难说明,但 它包蕴信息的才能是最强的; 由于种种掌握问题的显现和进展迫切需要一种 更先进的掌握方法的显现;1965 年第一提出来模糊集合的概念,1973 年又 提出了一种把
16、规律规章的语言转换成相关掌握量的思想处,为理客观世界中存在的一类模糊性问题供应了有力的工具;6怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉;模糊掌握是指模糊理论在掌握技术上的应用;它用语言变量代替数学变 量或他们两者结合应用; 模糊掌握的函数关系是用模糊条件语句的形式表达 出来的,模糊掌握是和人类学习有相像的地方和具有自适应才能的掌握系统6;模糊掌握的优点是:谚辞調担鈧谄动禪泻類;无需预先知道被控对象的精确数学模型 简洁学习和把握模糊规律掌握方法规章由人的体会总结出来有利于系统学问的处理名师归纳总结 模糊掌握系统中的掌握规律更加接近于人类得思维;所以操作人员通过第 6 页,共 30 页- - - - - - -精选学
17、习资料 - - - - - - - - - 不断的尝试积存下的体会可以直接应用到掌握系统中;与常规的掌握系统相 比较,很多复杂系统中的问题都可以依靠模糊掌握来解决,并可以到达更好 的掌握成效; 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩;本设计主要是转速环和电流环的设计;利用MATLAB中原有的Power System 模块搭建双闭环直流调速系统的模型,在转速环和电流环的设计中 都使用 PI 调剂器,再进行参数设置,通过不断的调试,得出仿真结果;然后依据制定的模糊规章设计出合适的模糊掌握器,将原先搭建的模型中的转速环里的 PI 环节用模糊掌握器代替,然后进行调试;最终将以上两种调试 结果进行比照分析,得出对于直流电
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