基于克隆选择算法的无刷直流电动机速度自抗扰控制优化设计

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 无刷直流电动机的历史及研究现状

1.1.1 无刷直流电动机的发展

1.1.2 无刷直流电动机的特点及应用领域

1.2 无刷直流电动机的研究方向

1.2.1 转矩脉动控制

1.2.2 无传感器控制

1.2.3 控制算法

1.3 本文主要内容及相关工作

1.4 论文的章节安排

2 无刷直流电动机的数学模型和驱动系统

2.1 无刷直流电动机的原理

2.1.1 无刷直流电动机的结构

2.1.2 无刷直流电动机的工作原理

2.2 无刷直流电动机的数学模型

2.2.1 相电压模型

2.2.2 直流电动机模型

2.3 系统的硬件结构

2.3.1 主电路及控制电源

2.3.2 电流信号检测单元

2.3.3 转速信号检测单元

2.3.4 位置信号检测单元

2.3.5 无刷直流电动机换相逻辑

2.3.6 PWM驱动单元

2.3.7 负载单元

2.4 电流和转速环PI控制器实现

2.4.1 电流环软件的实现

2.4.2 转速环软件的实现

3 基于克隆选择算法的速度自抗扰控制器参数优化

3.1 自抗扰控制器

3.1.1 经典PID结构及其优缺点

3.1.2 自抗扰控制器的基本原理

3.2 克隆选择算法(Clone Selection Arithmetic)

3.2.1 克隆选择原理特点

3.2.2 克隆选择在优化中的应用

3.3 一种基于克隆选择原理的实现

3.3.1 克隆选择算法(CSA)

3.3.2 免疫算法与遗传算法

3.3.3 采用CSA优化一般函数

3.4 无刷直流电动机控制系统的仿真模型

3.5 利用CSA优化速度自抗扰控制器参数

4 仿真与实验结果

4.1 优化速度环ADRC参数的仿真效果

4.2 优化速度环ADRC参数的试验结果

4.3 优化速度环ADRC和电流环PI参数的仿真和试验结果

4.4 优化双环PI参数后的仿真和试验结果

4.5 优化双环PI参数前的仿真

4.6 优化双环PI参数前的实验

5 结论与展望

致谢

参考文献