基于虚拟仪器的同步伺服系统PID模糊控制器设计

作者：时间：2011-05-23 来源：网络收藏

2.2.3同步算法实现
（ 1）速度电压关系分段线性化
本同步伺服系统甲、乙两台电机均为无刷直流电机，设计参数基本一致，电机供电电压为直流15伏，采用PWM调速方式。在正常供电情况下，PWM端输入电压信号大于1.4伏，电机开始转动，随着调速电压信号的加大，电机转速开始加快，但是很明显转速和调速电压之间不是线性关系。为此首先测定转速和调速电压之间的关系，然后将其分段线性化，使电机转速在较窄的范围内和调速电压建立近似线性关系，根据实验数据对于甲、乙两组电机分别算出在转速（r/s）不同的情况，调速电压（V）与转速之间的近似线性关系如下：

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/194942.htm

利用这组近似关系，可以确定在固定转速情况下甲、乙两台电机的电压设定值，然后利用数据采集卡PCI6221的计数器，通过LabVIEW编程采集光电编码器脉冲个数（电机每转产生1024个方波脉冲），可以算出此时电机的确切转速，将此转速通过上述近似关系式可以求得对应的实际调速电压值，最后将设定电压值与实际电压值之差进行PID调节。由于电机转速在不同的阶段所对应的比例增益系数、积分增益系数不相同，在同一个转速阶段的上升阶段与平稳阶段所对应的比例增益系数、积分增益系数也不相同。为了达到理想的控制效果，首先利用电机模型及仿真实验结果，以初步确定比例增益系数、积分增益系数；其次通过实验对比例增益系数、积分增益不断进行调整以确定不同阶段的相对应的最为合适的比例增益系数、积分增益系数；最后利用模糊集合理论，建立一个模糊规则库，实现参数的自整定。
（2）建立模糊 PID控制器

在 LabVIEW前面板或控制面板的tools菜单下面打开 fuzzy logic controller design子选项就可以方便的设计和修改模糊控制器的隶属函数、规则库、推理规则等。设计的结果保存在一个以.fc结尾的文件中，以备在应用程序中调用。Control下面的 Fuzzy controller子程序用于在程序中实现模糊控制算法。Control下面的Load fuzzy controller将.fc结尾的文件调入应用程序并将指定文件的PID参数加载到应用程序的模糊控制器中。三者紧密相连环环相扣，能方便直观的完成模糊控制器的设计、编辑、加载。