基于微粒群优化算法的直流电机控制系统研究

刘海波 杨战旗 艾永乐

摘 要： 针对现有直流电动机控制系统的特点和存在的问题，介绍以STM32单片机为控制核心的直流电机数字调速控制系统。该系统利用PWM信号驱动控制直流电机，将模糊控制与微粒群算法相结合，优化模糊控制器的参数，实现直流电机的驱动和闭环调速控制。实验结果表明，该控制系统结构简单、调速性能好，并具有较强的抗干扰能力，在工程应用中有较高的推广价值。

关健词： 直流电机； STM32； 模糊控制； 微粒群优化算法； PWM信号； 闭环调速

中图分类号： TN964?34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）08?0121?04

Abstract： In allusion to the characteristics and problems of the current DC motor control system， a DC motor digital speed regulation control system taking STM32 single chip microcomputer as the control core is introduced. In the system， PWM signals are used to drive and control the DC motor， fuzzy control is combined with the particle swarm optimization algorithm to optimize the parameters of fuzzy controller and realize the drive of DC motor and closed?loop speed regulation control. The experimental results show that the control system has a simple structure， good speed regulation performance， and strong anti?interference capability， which has a high promotional value in engineering application.

Keywords： DC motor； STM32； fuzzy control； particle swarm optimization algorithm； PWM signal； closed?loop speed regulation

当今，自动调控系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展。直流电动机因其控制性能好、方法简单、成本低和能够较大范围平滑调速等优点，在电气传动领域占据着十分重要的地位[1]。随着微电子技术和计算机技术的发展，以单片机为控制核心的数字直流调速系统控制方法灵活便捷，测速精度高，抗干扰能力强，能达到最优控制效果。本系统以STM32单片机为控制核心，利用PWM信号驱动控制直流电机，结合电流传感器实现转速电流双闭环直流数字调速系统。

1 硬件设计

1.1 基本结构

调速系统主要由主控模块、整流电路模块、电机驱动及保护模块、电压电流检测模块、人机交互模块和电源模块等组成，系统整体设计框图如图1所示。

数字调速系统采用STM32单片机作为主控制器，根据设定转速，利用转速测量模块检测转速信号并将其转变为电信号反馈给单片机；……