无刷直流电机模糊PID控制及建模仿真*

郭文韬，单树清，刘二林，马殷元，金宝宝，钟佩甫，张 正

（兰州交通大学创新创业学院，兰州730070）

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随着永磁材料和电子技术的不断发展，无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDCM）进入了快速发展阶段。与有刷直流电机相比，无刷直流电机利用功率管电路的电子换相代替有刷直流电机的机械换相，消除了有刷直流电机发生故障的主要根源[1]。无刷直流电机结构紧凑、效率高、可靠性强，并且兼有有刷直流电机的良好机械特性和调节特性，广泛应用于工业精确控制、精密伺服系统、医疗设备等领域[2]。无刷直流电机有着广阔的应用前景，对其精准控制等方面深入研究有很大的必要性。

目前，BLDCM控制系统国内外研究热点主要有3个方向：（1）转矩脉冲转动抑制；（2）位置检测技术；（3）智能控制算法对于无刷直流电机的控制优化[3]。谢志诚等[4]在MATLAB软件中建立无刷直流电机控制系统仿真模型，编写单神经元PID速度调节器的S-Function函数，实现电机仿真，取得良好的控制效果。马晓爽等[5]采用速度PI控制和电流PI控制双闭环控制系统，在MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型，在不同负载下，控制系统表现出有着良好的动态和静态性能。本文分析了无刷直流电机的数学模型和工作原理，在MATLAB/Simulink环境中搭建出无刷直流电机控制系统仿真模型，采用双闭环模糊PID控制算法对控制系统进行速度调节，得到电机的转速和转矩等参数波形图，并与传统PID控制算法相比较，仿真结果验证了双闭环模糊PID控制算法对电机控制具有良好的控制效果。……