MITSUBISHI MR-J2S-60B帶自調(diào)整函數(shù)的模糊控制器在直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用任維政，盛立峰，陳月巖（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化系，吉林長(zhǎng)春 MITSUBISHI MR-J2S-60B電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。自調(diào)整函數(shù)為指數(shù)函數(shù)，根據(jù)控制對(duì)象的具體情況和要求的不同，自調(diào)整函數(shù)中各參數(shù)可通過(guò)鍵盤進(jìn)行調(diào)試。插值算法采用分片雙二次Lagrange插值算法，調(diào)速。系統(tǒng)采用帶有自調(diào)整函數(shù)的模糊控制器和二元函數(shù)的Lagrange插值算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
一糊化歸模量清晰化當(dāng)設(shè)定值R，參數(shù)pk確定后，由=理論和實(shí)踐都證明高次插值是不可取的，因此本系統(tǒng)選用分片雙二次插值。設(shè)，0，當(dāng)（e，e，給定后，且（e，e，滿足1）為插值點(diǎn)，相應(yīng)的插值多項(xiàng)式為k=卜或采用插值算法后，相當(dāng)于在論域內(nèi)的分檔趨近于無(wú)窮大。這樣不僅能滿足由式（1）~（9）可以生成模糊控制規(guī)則表，而且還在控制規(guī)則表相鄰分檔之間以線性插值方式補(bǔ)充了無(wú)窮個(gè)新的、經(jīng)過(guò)細(xì)分的控制規(guī)則，完善了原有的控制規(guī)則，從根本上消除了調(diào)節(jié)死區(qū)和量化誤差，克服了由于量化誤差而引起的穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)顫振現(xiàn)象。中（a）為不采用插值算法階躍響應(yīng)仿真曲線；（b）為采用插值算法的階躍響應(yīng)仿真曲線。本系統(tǒng)采用直流脈沖寬度調(diào)制（PWM）方式控制電樞端電壓，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。通過(guò)霍耳元件，采用M/T法對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，并把轉(zhuǎn)速反饋給單片機(jī)從而形成對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。
?。╝）不采用插值算法階躍響應(yīng)采用有插值算法階躍響應(yīng)階躍響應(yīng)仿真曲線3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。汁1ee；（18）本系統(tǒng)由控制電路、主電路和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路=組成。控制電路以89C51單片機(jī)為核心，包括鍵7r（，=ne，―，r=1，+1，（19）盤顯示電路、看門狗電路等，主電路采用H型可，e，逆PWM變換器電路141，轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路由霍耳元如果e12或11 +"2，則在式（5）中件和倒向器構(gòu)成。系統(tǒng)硬件原理圖如所示。
系統(tǒng)硬件原理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要由監(jiān)控主程序模塊、運(yùn)算程序模塊、檢測(cè)算法程序模塊、控制算法模塊構(gòu)成。如所示，監(jiān)控主程序模塊包括初始化管理、鍵盤顯示管理、中斷管理及時(shí)鐘管理；運(yùn)算程序模塊主要實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)處理和數(shù)學(xué)運(yùn)算等功能；檢測(cè)算法程序模塊用于實(shí)現(xiàn)M/T法測(cè)速，反饋電機(jī)轉(zhuǎn)速，形成閉環(huán)控制；控制算法模塊用于生成模糊控制表和二元函數(shù)插值計(jì)算。
系統(tǒng)在完成初始化后，通過(guò)鍵盤輸入設(shè)定值R及參數(shù)pk.參數(shù)p的取值范圍為1 當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速n =80r/min時(shí)，起動(dòng)時(shí)間短，無(wú)超調(diào)，無(wú)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象；如（b）所示，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速n=2700r/min時(shí)，上升時(shí)間tr0.6s，調(diào)節(jié)時(shí)間ts=1.1s，超調(diào)量%<1.8%（a）與（b）對(duì)比可知，調(diào)速比可達(dá)到1：30以上；（c）為輸入轉(zhuǎn)速n=1000r/min且在t=1s時(shí)加入階躍擾動(dòng)的調(diào)速結(jié)果。（d）的實(shí)驗(yàn)條件與―樣，采用數(shù)字PI控制算法的調(diào)速結(jié)果。由與（d）中的實(shí)驗(yàn)曲線可知，該控制算法起動(dòng)時(shí)間短且無(wú)超調(diào)。加擾動(dòng)后，轉(zhuǎn)速波動(dòng)小，轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，魯棒性強(qiáng)，控制品質(zhì)優(yōu)于數(shù)字PI控制算法。
（c）加擾動(dòng)量時(shí)的調(diào)速結(jié)果（d）加擾動(dòng)量采用PI控制算法的調(diào)速結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果本系統(tǒng)的研制對(duì)于提高精密儀器、精密機(jī)床、度具有一定的實(shí)用價(jià)值。
家用電器等領(lǐng)域的直流電機(jī)的調(diào)速精度和響應(yīng)速
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