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改进天牛须算法的无刷直流电机控制研究

时培成 陈晨 夏仙阳 张荣芸

时培成, 陈晨, 夏仙阳, 张荣芸. 改进天牛须算法的无刷直流电机控制研究[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(6): 898-904. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200410
引用本文: 时培成, 陈晨, 夏仙阳, 张荣芸. 改进天牛须算法的无刷直流电机控制研究[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(6): 898-904. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200410
SHI Peicheng, CHEN Chen, XIA Xianyang, ZHANG Rongyun. Exploring Brushless DC Motor Control based on Improved Beetle Antennae Search Algorithm[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(6): 898-904. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200410
Citation: SHI Peicheng, CHEN Chen, XIA Xianyang, ZHANG Rongyun. Exploring Brushless DC Motor Control based on Improved Beetle Antennae Search Algorithm[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(6): 898-904. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200410

改进天牛须算法的无刷直流电机控制研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200410
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51575001

安徽省重点研究与开发计划项目 202104a05020003

安徽高校科研平台创新团队建设项目 2016-2018

安徽省发改委支持研发创新类项目 [2020]479

详细信息
    作者简介:

    时培成(1976-), 教授, 博士, 研究方向为机械/汽车振动控制技术、新能源汽车, shipeicheng@126.com

  • 中图分类号: TM33

Exploring Brushless DC Motor Control based on Improved Beetle Antennae Search Algorithm

  • 摘要: 针对传统无刷直流电机(Brushless DC motor, BLDCM)速度控制系统响应慢、精度不高等缺点, 提出一种基于改进天牛须算法(Beetle antennae search, BAS)优化PID控制器参数的无刷直流电机速度控制新策略。首先, 建立BLDCM转速、电流双闭环调速系统数学模型。其次, 在MATLAB/Simulink中搭建BLDCM控制系统仿真模型, 实现双闭环控制, 电流环采用传统PID控制, 转速环采用改进天牛须算法优化PID控制, 并进行空载、转速阶跃和突加负载这3种工况的仿真验证。最后, 基于TMS320F28335芯片搭建硬件实验平台, 进行实验验证。仿真和实验结果均证明, 采用改进天牛须算法PID调速控制系统具有良好的动、静态特性、转速响应快, 抗干扰性强。
  • 图  1  无刷直流电机控制系统原理图

    图  2  无刷直流电机控制系统结构图

    图  3  流程图

    图  4  控制系统仿真模型

    图  5  空载时无刷直流电机不同控制下仿真结果

    图  6  转速阶跃时无刷直流电机不同控制下仿真结果

    图  7  突加负载时无刷直流电机不同控制下仿真结果

    图  8  基于改进天牛须无刷直流电机控制实验平台

    图  9  实验中空载时无刷直流电机不同控制下仿真结果

    图  10  实验中转速阶跃时无刷直流电机不同控制下仿真结果

    图  11  实验中突加负载时无刷直流电机不同控制下仿真结果

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  • 收稿日期:  2020-09-16
  • 刊出日期:  2022-06-25

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