本文關(guān)鍵詞：基于粒子群優(yōu)化算法的無刷直流電機(jī)控制策略研究

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【摘要】：無刷直流電機(jī)具有調(diào)速范圍寬、輸出轉(zhuǎn)矩大、體積小、噪音低、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn),在醫(yī)療、工業(yè)工控等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但由于無刷直流電機(jī)是一個多變量的非線性時變系統(tǒng),模塊間獨(dú)立性較差,對其高精度控制難度較大,在一定程度上制約了其發(fā)展與應(yīng)用。本文結(jié)合醫(yī)用電動骨鉆的研究,探索應(yīng)用智能化控制策略提升無刷直流電機(jī)的控制性能。模糊控制不依賴于被控對象的精確模型,對于難以建立數(shù)學(xué)模型、非線性的控制對象有較好的適應(yīng)性。將模糊控制與PID(Proportional-Integral-Derivative)控制結(jié)合形成的參數(shù)自整定模糊PID控制方法,可在控制過程中自動地調(diào)整PID控制器參數(shù),控制系統(tǒng)較為靈活,但模糊規(guī)則和隸屬度函數(shù)的確定通常需要依賴于專家經(jīng)驗(yàn),有一定的局限性。而模糊控制器的參數(shù)亦對控制系統(tǒng)的控制效果產(chǎn)生較大影響。本文使用粒子群算法來動態(tài)調(diào)整模糊控制器參數(shù)的方式來彌補(bǔ)模糊控制的不足。在深入研究粒子群優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上,針對粒子群算法易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn),提出了一種結(jié)合慣性權(quán)重非線性遞減與分段時變學(xué)習(xí)因子,并且引進(jìn)遺傳算法思想的改進(jìn)方法,設(shè)計(jì)了基于改進(jìn)粒子群算法優(yōu)化的模糊PID控制器,動態(tài)地調(diào)整模糊控制器的參數(shù)。最后將設(shè)計(jì)的智能PID控制器運(yùn)用于無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之中,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該粒子群模糊PID控制器基本實(shí)現(xiàn)了快速無超調(diào)的控制要求,轉(zhuǎn)速變換調(diào)節(jié)效果良好,實(shí)現(xiàn)了較寬范圍內(nèi)的無極調(diào)速,且系統(tǒng)在突加負(fù)載情況下轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性較好,抗干擾能力較強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：電動骨鉆 無刷直流電機(jī) 粒子群算法 模糊PID控制 建模仿真
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM33;TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景、目的與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況9-11
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容11-13
• 2 無刷直流電機(jī)基本原理13-20
• 2.1 無刷直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)13-14
• 2.2 工作原理14-15
• 2.3 無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型15-16
• 2.4 無刷直流電機(jī)調(diào)速特性及調(diào)速策略16-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 3 粒子群優(yōu)化算法研究與改進(jìn)20-28
• 3.1 粒子群算法簡介20
• 3.2 標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法20-22
• 3.3 粒子群優(yōu)化算法的基本流程22-23
• 3.4 粒子群優(yōu)化算法的改進(jìn)23-26
• 3.5 改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法流程26-27
• 3.6 本章小結(jié)27-28
• 4 基于改進(jìn)粒子群算法的模糊PID控制器設(shè)計(jì)28-37
• 4.1 模糊控制基本理論28-30
• 4.2 自適應(yīng)模糊PID控制30-34
• 4.3 基于改進(jìn)粒子群算法優(yōu)化的模糊PID控制器設(shè)計(jì)34-36
• 4.4 本章小結(jié)36-37
• 5 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)仿真37-52
• 5.1 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)建模37-45
• 5.2 系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)45-51
• 5.3 本章小結(jié)51-52
• 6 總結(jié)與展望52-54
• 6.1 本文總結(jié)52-53
• 6.2 課題展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60

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1 邱建琪,史涔n，

本文編號：1027715