分数阶PID提升直流无刷电机调速性能——基于动态性能优化的控制策略研究

郭 克鑫, 杨 骐宁
沈阳航空航天大学

摘要


随着直流无刷电机在工业自动化领域的应用，电机调速系统的性能对控制精度和稳定性至关重要。本研究提出了一种基于分数阶PID控制的直流无刷电机调速策略，旨在提升动态响应性能和抗扰能力。通过建立电机数学模型并使用Simulink进行仿真分析，采用分数阶PID控制器进行对比仿真。结果显示，分数阶PID控制在负载突变工况下的响应时间为0.35秒，较传统PID的0.50秒更短；超调量为3.2%，低于传统PID的6.0%；稳态误差为0.2%，优于传统PID的0.5%。在速度阶跃变化工况中，分数阶PID的响应时间为0.45秒，超调量为2.5%，稳态误差为0.1%，均优于传统PID。扰动测试中，分数阶PID表现出更强的抗扰动能力。这些结果表明分数阶PID控制策略在提升电机调速系统性能方面具有显著优势。

关键词


直流无刷电机；分数阶PID控制；动态性能；鲁棒性

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参考


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DOI: http://dx.doi.org/10.12361/2661-3506-07-08-146610

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