專利名稱：單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的PI (比例和積分控制)或PID(比例、積分和微分控制)控制是目前單相無刷直流電機(jī)速度控制中使用最為廣泛的技術(shù)，但也存在著動態(tài)響應(yīng)較差的問題。中國專利文獻(xiàn)公開了一種基于FPGA的無刷直流電機(jī)的控制方法[申請?zhí)?CN200910073288. 4]，解決現(xiàn)有過零檢測方法中軟件算法的串行性會引入一定的執(zhí)行延時， 而且它還會增加CPU的負(fù)擔(dān)，限制了電機(jī)其它控制任務(wù)的完成；另外，傳統(tǒng)的反電勢過零檢測法僅能在20%以上額定轉(zhuǎn)速以上才能使用，調(diào)速范圍受到很大制約的問題。本發(fā)明方法包括1.電機(jī)軟啟動；2.采樣電機(jī)信號；3.采樣信號分配處理；4.反電勢過零檢測單元處理采樣信號并輸出實際轉(zhuǎn)速和閉環(huán)換相信號；5.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)負(fù)反饋PI調(diào)節(jié)器輸出閉環(huán)占空比；6. PWM控制器輸出控制信號驅(qū)動無刷直流電機(jī)運(yùn)行。上述方案在一定程度上提高了電機(jī)控制的性能，但是仍然存在著上述技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種系統(tǒng)自適應(yīng)性好，動態(tài)響應(yīng)快，運(yùn)行時的力矩波動小，峰值轉(zhuǎn)矩大的單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案本單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，本系統(tǒng)包括速度模糊調(diào)節(jié)器，在速度模糊調(diào)節(jié)器上連接有電流 PID調(diào)節(jié)器，所述的電流PID調(diào)節(jié)器與電機(jī)電磁部分相連，所述的電機(jī)電磁部分與電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分相連，所述的電機(jī)電磁部分的信號反饋至速度模糊調(diào)節(jié)器和電流PID調(diào)節(jié)器之間的第二信號處理單元，所述的電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分的信號反饋至連接在速度模糊調(diào)節(jié)器上的第一信號處理單元，在第一信號處理單元上還連接有參考轉(zhuǎn)速輸入單元。模糊PID控制比經(jīng)典PID控制有更快的動態(tài)響應(yīng)特性以及更小的超調(diào)。本實用新型根據(jù)模糊控制原理，將PID控制分解為模糊PD控制器和傳統(tǒng)的積分環(huán)節(jié)?？刂破鞯妮敵龅扔趦蓚€分量之和，將模糊控制器和常規(guī)PID控制器的混合結(jié)構(gòu)，既保留了經(jīng)典PID控制器的特性，又增加了模糊PD控制器快速響應(yīng)的特點，做到了響應(yīng)快速和靜態(tài)無差，完善了 PID 功能。在寬工作區(qū)內(nèi)，保持系統(tǒng)的高效率運(yùn)行。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點在于系統(tǒng)自適應(yīng)性好，動態(tài)響應(yīng)快，運(yùn)行時的力矩波動小，峰值轉(zhuǎn)矩大；在寬工作區(qū)內(nèi)，保持系統(tǒng)的高效率運(yùn)行。

圖1是本實用新型提供的結(jié)構(gòu)框圖。[0009]圖中，速度模糊調(diào)節(jié)器1、電流PID調(diào)節(jié)器2、電機(jī)電磁部分3、電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分 4、第二信號處理單元5、第一信號處理單元6、參考轉(zhuǎn)速輸入單元7。
具體實施方式
如圖1所示，本單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)包括速度模糊調(diào)節(jié)器1，在速度模糊調(diào)節(jié)器1上連接有電流PID調(diào)節(jié)器2，所述的電流PID調(diào)節(jié)器2與電機(jī)電磁部分3相連，所述的電機(jī)電磁部分3與電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分4相連，所述的電機(jī)電磁部分3的信號反饋至速度模糊調(diào)節(jié)器1和電流PID調(diào)節(jié)器2之間的第二信號處理單元5，所述的電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分4的信號反饋至連接在速度模糊調(diào)節(jié)器1上的第一信號處理單元6，在第一信號處理單元6上還連接有參考轉(zhuǎn)速輸入單元7。模糊PID控制比經(jīng)典PID控制有更快的動態(tài)響應(yīng)特性以及更小的超調(diào)。本實用新型根據(jù)模糊控制原理，將PID控制分解為模糊PD控制器和傳統(tǒng)的積分環(huán)節(jié)?？刂破鞯妮敵龅扔趦蓚€分量之和，將模糊控制器和常規(guī)PID控制器的混合結(jié)構(gòu)，既保留了經(jīng)典PID控制器的特性，又增加了模糊PD控制器快速響應(yīng)的特點，做到了響應(yīng)快速和靜態(tài)無差，完善了 PID 功能。在寬工作區(qū)內(nèi)，保持系統(tǒng)的高效率運(yùn)行。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了速度模糊調(diào)節(jié)器1、電流PID調(diào)節(jié)器2、電機(jī)電磁部分3、電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分4、第二信號處理單元5、第一信號處理單元6、參考轉(zhuǎn)速輸入單元7等術(shù)語， 但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1. 一種單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，本系統(tǒng)包括速度模糊調(diào)節(jié)器(1)，在速度模糊調(diào)節(jié)器(1)上連接有電流PID調(diào)節(jié)器(2)，所述的電流PID調(diào)節(jié)器(2) 與電機(jī)電磁部分⑶相連，所述的電機(jī)電磁部分⑶與電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分⑷相連，所述的電機(jī)電磁部分(3)的信號反饋至速度模糊調(diào)節(jié)器(1)和電流PID調(diào)節(jié)器(2)之間的第二信號處理單元(5)，所述的電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分(4)的信號反饋至連接在速度模糊調(diào)節(jié)器(1)上的第一信號處理單元(6)，在第一信號處理單元(6)上還連接有參考轉(zhuǎn)速輸入單元(7)。
專利摘要本實用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。它解決了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計不夠合理等技術(shù)問題。本系統(tǒng)包括速度模糊調(diào)節(jié)器，速度模糊調(diào)節(jié)器上連接有電流PID調(diào)節(jié)器，電流PID調(diào)節(jié)器與電機(jī)電磁部分相連，電機(jī)電磁部分與電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分相連，電機(jī)電磁部分的信號反饋至速度模糊調(diào)節(jié)器和電流PID調(diào)節(jié)器之間的第二信號處理單元，電機(jī)機(jī)械運(yùn)動部分的信號反饋至連接在速度模糊調(diào)節(jié)器上的第一信號處理單元，第一信號處理單元上還連接有參考轉(zhuǎn)速輸入單元。本單相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點在于系統(tǒng)自適應(yīng)性好，動態(tài)響應(yīng)快，運(yùn)行時的力矩波動小，峰值轉(zhuǎn)矩大；在寬工作區(qū)內(nèi)，保持系統(tǒng)的高效率運(yùn)行。
文檔編號H02P6/06GK202068368SQ20112015236
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者年珩, 李代勝, 章瑋, 許海波, 陳晶濤 申請人:杭州賽微電機(jī)有限公司