直流無刷電機既具備交流電機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點,又具備直流電機的運行效率高、無勵磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點,故其應(yīng)用范圍及其廣泛,遍及國防、航空航天、醫(yī)療器械、家用電器、機器人等各個領(lǐng)域,其中光電位置跟蹤系統(tǒng)是其重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。
傳統(tǒng)的PID控制以其實時性好、易于實現(xiàn)等特點廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng),只要正確設(shè)定參數(shù),PID控制器便可實現(xiàn)其作用,但由于光電位置跟蹤系統(tǒng)的給定位置信號一般都是模糊不確定的,在加上被控電機的非線性和系統(tǒng)參數(shù)一般都是模糊不確定的,再加上被控電機的非線性和系統(tǒng)參數(shù)的時變性,此時PID的控制效果將難于達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。而模糊控制對控制對象的非線性、時變性等具有較強的適應(yīng)能力,其靈活性和魯棒性好,并且控制簡單,在電機控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,但模糊控制很難完全消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,一般情況下控制精度不理想。
通過仿真分析可以看出,模糊控制器以系統(tǒng)偏差和偏差變化率作為輸入,具有類似常規(guī)比例-微分的作用,可以獲得良好的動態(tài)特性,但其穩(wěn)定性不能達(dá)到滿意效果。PID控制器中比例環(huán)節(jié)能加快動態(tài)響應(yīng),積分環(huán)節(jié)能消除靜態(tài)誤差,微分環(huán)節(jié)可加快系統(tǒng)響應(yīng),減小超調(diào)量,模糊PID控制器,將模糊控制的動態(tài)性能好的優(yōu)點和PID控制的穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點結(jié)合起來,有效的提高了伺服系統(tǒng)的控制性能,對干擾和參數(shù)變化的適應(yīng)性,既保證系統(tǒng)運動控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,又縮短動態(tài)調(diào)整時間,對直流無刷電機取得了較好的控制效果。