设计控制和建模OFTHREEPHASEBLDCMOTOR APPLICATIONSUSINGPID

年代。Sathish库马尔¹,Dr.R.Meenakumari²,P.Ravikumar.AP¹,V.Krishnaveni³,K.Kiruthika³

助理教授,EEE称,维斯·理工学院,哥印拜陀,Tamilnadu、印度
教授,EEE称,Kongu工程学院,侵蚀,Tamilnadu、印度
PG学生,EEE称,维斯·理工学院,哥印拜陀,Tamilnadu、印度

文摘

的研究论文是开发一个完整的模型设计的无刷直流电机和控制器的位置控制。PID控制器用于控制问题由于其结构简单、实现。在实际中,我们常常不能得到最佳性能与传统PID控制器。这种方法的效率比传统的方法。我预测结果表明,PID控制调节GA有些有效的闭环响应无刷直流电机位置控制。无刷直流电机的建模、控制和仿真已经完成使用软件。

关键字

无刷直流电机,PID控制,脉冲宽度调制。

我的介绍。

刷汽车很受欢迎在开关需要高性能的小体积,高力,和简单的系统结构。在实践中,BLDCM驱动的设计涉及到一个复杂的过程,如建模、控制方案选择、模拟和参数优化等系统的专家知识需要优化伺服系统的控制器参数获得最佳性能。最近,各种现代控制解决方案提出了最优控制无刷直流电机设计[1][2]。然而,这些方法在本质上是复杂的,需要过多的计算。相比之下,PID控制提供了一种简单而有效的解决许多控制问题[3]。本文广泛莫del荷兰国际集团(ing)的无刷直流电机和遗传PID方案提出的位置控制。本文以以下的方式组织。第2部分描述了数学建模n d起居博士c i r c u我t y o f无刷直流电机,第三节解释了PID控制器的设计使用Ziegler-Nichol(锌)方法,第四节给出了简要的概述,第五节简要说明使用遗传算法PID控制器的设计方法,第六节礼物之间的比较结果的GA和锌。

二世。MATHEMATICALMODELING

星形,三相电动机8-pole永磁转子是由一个标准的三相电源转换器。马达规格表我。

Fig.1shows的基本构建块无刷直流电机及其驱动电路。驱动电路由参考电流发生器、PID控制器,PWM电流控制器和基于MOSFET的三相电源转换器。

图2显示了t h e c omp l e t e仿真软件模型的三相无刷直流电机的控制和驱动电路。详细的备注说明iption主要街区下面提到的无刷直流电机。

答:ELECTRICALSUBSYSTEM

直流无刷电动机的电气部分和坏蛋之间的关系租金,终点绒线卷,和电动f o r c e和转子速度是使用基尔霍夫电压定律[6]推导:

b .机械子系统

之间的数学关系s h f t n g u l r速度和电压输入直流无刷电动机使用牛顿运动定律推导出[6]。

c .驱动电路的描述

驱动电路是由柔软的三相电源转换器在图3所示,它利用六个功率晶体管同时激活两个无刷直流电机的阶段。o t o r的位置,决定了MOSFET晶体管的开关序列,通过3-Hall检测传感器安装在定子。

利用霍尔传感器信息和参考当前的符号(由引用c u r r e n t基因tor),德c o d e r块生成EMF信号向量。运行的基本思想m o t o r i n o p阿宝年代我te d r e c t i o n是由胃肠道vi n g o p p o s i t e电流。在此基础上,我们有Table.4和计算Table.5 EMF为顺时针和逆时针方向运动的如下所示:

在参考电流发生器块如图7所示,PID控制器试图最小化所需的角之间的区别一个n d t h e c t u l m e s u r e d角b t y k我n g纠正措施来生成参考电流信号旋转方向是基于引用当前的迹象。

在当前控制块Fig.8所示,电流发生器的参考电流转换为参考电压信号通过使用欧姆定律(Vref = IrefR)。然后该参考电压与电压控制电阻测量钢筋混凝土相比,在Rc = 0.01Ω。当测量电压小于参考电压,控制信号设置为一个用于t = 2 Ts, Ts的取样时间。在其他情况下控制信号设置为零。这样一个脉冲宽度调制(PWM)信号与变量有固定频率占空比。然后乘以这个PWM信号逻辑门的输出来驱动三相电源转换器。

三世。使用ZIEGLER-NICHOLS方法设计的PID控制器

获得优化的PID是通过增加比例增益,直到系统振荡;获得骨。在这个瞬间,山峰之间的时间间隔测量图。表V控制器给出了近似值收益。

从上面的算法系统的阶跃响应如下图所示:

下面分析d e p i c t s t h t s y t em r e s p o n s e我不是最佳。为了达到更好的性能,使用遗传算法寻找最优值PID增益。

d . TERMINATIONCRITERIA

终止算法发生在适应度函数的值最好的点在当前人口小于或等于健身限制和适应度函数的值的变化是l e s s t h n函数宽容。最好的成员的人口被选中和绘制图表。Kp的PID参数的变化、钛和Td下面。很明显的结果,最好的粒子都有一个优秀的c o n v e r g f e n c e b e o r e达到g e n e r t i o n l imi t。错误的情节,它是基于标准管理学院所有迭代,如下图所示;

下面列出了PID参数后获得GA优化:

VI.SIMULATIONRESULTSAND比较

使用遗传算法优化的PID增益,阶跃响应领导的公司nt ro l s y s t e m is i n所示随着t h e反应获得锌方法:

显然从上面的阶跃响应与GA优化控制器性能收益是相当有效和响应从锌方法获得。的比较结果的上升时间、沉淀时间,拍摄中列出下表:

性能比较表:

除了阶跃响应,var借据模拟正弦波和方波进行应用不同的振幅和频率。遗传算法优化控制器的性能比较与控制器调整锌从各种模拟方法如下图所示:

显然f r om高于f i g保t h e控制器设计与锌的方法观察随着芽高阶跃响应,而控制器GA优化获得精确地跟随输入信号。以上数据描述t h t t h e r e sp o了无o f锌我t h o d p p e r s s我n u s o d l对方波输入。那里是控制器仍处于过渡状态下一个脉冲到达时。另一方面基于GA的控制器实现了稳定状态下一个脉冲到来之前由于其较低的稳定时间。

七世。结论

在这个研究论文,三相无刷直流电机的建模及其优化的PID位置控制的设计。比较研究进行的反应相比,基于遗传算法的控制器是使用锌与控制器设计方法。很明显从评估仿真结果与遗传算法优化控制器性能收益比锌方法更有效上升时间、沉淀时间,在拍摄和设定值跟踪。但是锌方法有利于提供起始值遗传算法优化的PID增益。

引用

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