無刷直流 (BLDC) 電機是工業(yè)生產(chǎn)車間不可或缺的一部分，主要用于伺服、致動、定位和變速應用。在這些應用中，精確的運動控制和穩(wěn)定的運行至關重要。由于 BLDC 基于運動磁場的原理運行以產(chǎn)生電機扭矩，因此在設計工業(yè) BLDC 系統(tǒng)時，主要的控制挑戰(zhàn)在于準確地測量電機的扭矩和速度。
為了捕獲 BLDC 電機的扭矩，需使用多通道同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)同時測量三個感應相電流中的兩個。由具有合適算法的微控制器計算第三個瞬時相電流。此過程可以準確、即時地記錄電機狀況，而這是開發(fā)堅固耐用的高精度電機扭矩控制系統(tǒng)的關鍵步驟。
無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。無刷直流電機是指無電刷和換向器（或集電環(huán)）的電機，又稱無換向器電機。早在十九紀誕生電機的時候，產(chǎn)生的實用性電機就是無刷形式，即交流鼠籠式異步電動機，這種電動機得到了廣泛的應用。但是，異步電動機有許多無法克服的缺陷，以致電機技術發(fā)展緩慢。上世紀中葉誕生了晶體管，因而采用晶體管換向電路代替電刷與換向器的直流無刷電機就應運而生了。這種新型無刷電機稱為電子換向式直流電機，它克服了無刷電機的缺陷。
無刷直流電機（BLDC）是一種多變量和非線性系統(tǒng)，其利用電子換向器取代了機械電刷和機械換向器，因此這種電機不僅保留了直流電機的優(yōu)點，而且又具有交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點，使它一經(jīng)出現(xiàn)就以極快的速度發(fā)展和普及。本文在分析了無刷直流電機數(shù)學模型的基礎上，建立了基于仿人智能控制的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速環(huán)采用基于速度特征狀態(tài)多模態(tài)控制的仿人智能控制算法，電流環(huán)采用傳統(tǒng)PI控制算法。
隨著對控制精度以及控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能要求的提高，對無刷直流電機采用傳統(tǒng)的PID控制器往往難以滿足系統(tǒng)的性能要求。國內(nèi)外眾多學者在研究無刷直流電機的各種智能控制算法上取得了一定成果，然而目前無刷直流電機的各種智能控制算法還存在控制算法復雜、參數(shù)優(yōu)化等方面的問題。
仿人智能控制是直接對人的控制經(jīng)驗、技巧和各種直覺推理邏輯進行測辨、概括和總結，并將其編制成簡單、精度高、能實時運行的控制算法。仿人智能控制方法具有多模態(tài)多控制器的結構，將其應用于無刷直流電機的控制能夠較好地解決當前該領域控制器結構復雜、調(diào)節(jié)困難、響應遲鈍和不利于在線實現(xiàn)等問題。
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