文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223566
中文引用格式： 謝觀靈，邵李煥，鄭長風. 基于改進模糊PID位置隨動系統控制[J]. 電子技術應用，2023，49(6)：49-53.
英文引用格式： Xie Guanling，Shao Lihuan，Zheng Changfeng. Control of position servo system based on improved fuzzy PID[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(6)：49-53.
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直流有刷電機具有響應迅速、易于控制等優點，在低速時能夠輸出高扭矩，廣泛應用在工業控制以及智能家居等領域。隨著位置隨動系統對控制精度和跟蹤性能要求的提高，其驅動電機的穩態誤差和動態跟隨性能成為主要關注的參數。因此，如何使驅動電機快速、準確地跟蹤預定位置成為研究的主要目標。
目前，位置隨動系統控制普遍采用三環控制系統框架，由內至外依次為電流環、速度環和位置環。基于三環控制系統框架，PID控制算法因其結構簡單、參數調整方便，在位置隨動控制系統中得到廣泛應用。但由于直流有刷電機位置隨動系統是一個時變、強耦合的非線性系統，PID算法無法同時滿足不同工況下的高性能控制需求。針對這一問題，許多學者將模型預測、遺傳、神經網絡等控制算法代替PID算法，以增強位置隨動控制系統的抗干擾性能，但上述控制算法結構復雜、計算量大，很難應用在實際的控制系統之中。付子義等提出一種基于伸縮因子的模糊控制方法，通過對模糊PID的論域進行調整，提升了無刷直流電機的轉速動態性能；王旭鋒等運用神經網絡控制與模糊控制理論，將單神經元與模糊PID的優點相結合，提高了位置隨動系統的靜態、動態跟蹤性能；陳帥等通過對模糊規則庫調整與改進，提升了伺服系統跟蹤精度和抗干擾能力。上述模糊PID改進方法一定程度上改善了位置隨動系統的跟蹤性能，但單純地依據位置誤差以及誤差導數進行參數調整，無法有效地抑制負載擾動，在寬負載范圍的控制效果不佳。
基于上述研究，本文通過設計負載觀測器實時觀測位置隨動系統電機負載轉矩，制定參數調整規則，將負載轉矩作為調節因子引入模糊PID控制器中，實時調節模糊PID控制器參數，增強了系統的抗負載擾動能力。
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作者信息：
謝觀靈，邵李煥，鄭長風
（杭州電子科技大學 新型電子器件與應用研究所，浙江 杭州 310018）
