[发明专利]一种基于三维模糊控制的伺服电机转速调节方法及系统

说明书

本发明公开一种基于三维模糊控制的伺服电机转速调节方法及系统，属于伺服电机转速调节技术领域，解决了在外部负载条件发生变化或者收到传动机构传动间隙影响时，伺服电机的转速波动较大的问题。一种基于三维模糊控制的伺服电机转速调节方法，包括以下步骤：采集伺服电机的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度；将所述转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度进行模糊化，得到模糊化后的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度；根据所述模糊化后的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度调节PID控制单元的对应参数，以实现伺服电机转速的调节。减小了伺服电机的转速波动。

技术领域

本发明涉及伺服电机转速调节技术领域，尤其是涉及一种基于三维模糊控制的伺服电机转速调节方法及系统。

背景技术

高速精冲机是进行零部件加工制造与精密成形的高效设备，主要应用于航空航天、汽车、发电设备、信息、家电等高科技领域，其高效高精度的加工具有独特的优势。当前广泛应用的低频次液压式精冲机局限性日益显露，高速精冲机的生产研发需求日益高涨，机械伺服驱动的高速精冲机伺服驱动控制技术是伺服式高速精冲机的核心技术之一，其中，伺服电机的控制一直是精冲机技术发展过程中的重点和难点，而伺服电机本身是一种强耦合、多变量、非线性的复合控制系统，采用传统PID控制时，在外部负载条件发生变化或者收到传动机构传动间隙影响时，伺服电机的转速波动较大、转速超调量较大，控制效果有待提升。

发明内容

本发明的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出一种基于三维模糊控制的伺服电机转速调节方法及系统。

一方面，本发明提供了一种基于三维模糊控制的伺服电机转速调节方法，包括以下步骤：

采集伺服电机的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度；

将所述转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度进行模糊化，得到模糊化后的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度；

根据所述模糊化后的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度调节PID控制单元的对应参数，以实现伺服电机转速的调节。

进一步地，将所述转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度进行模糊化，得到模糊化后的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度，具体包括，

将所述转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度以论域区间为(-6，6)、数量为7、函数类型为三角形的隶属度函数进行模糊化，获得糊化后的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度。

进一步地，根据所述模糊化后的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度调节PID控制单元的对应参数，具体包括：

当模糊化后的转速偏差对应的语言值变量为正中或正大，模糊化后的转速偏差变化率对应的语言值变量为负小、零或正小，并且转速偏差变化加速度为正时，则增大PID控制单元的比例环节增益；

当模糊化后的转速偏差对应的语言值变量为负小、零或正小，模糊化后的转速偏差变化率对应的语言值变量为负大、负中、正中或正大，并且转速偏差变化加速度为零时，则增大PID控制单元微分环节增益；

当模糊化后的转速偏差对应的语言值变量及模糊化后的转速偏差变化率的语言值变量为负大、负中、正中或正大，并且转速偏差变化加速度为负时，则同时增大PID控制单元比例环节增益及微分环节增益。

另一方面，本发明提供了一种基于三维模糊控制的伺服电机转速调节系统，包括PID控制单元、数据采集单元、三维模糊控制器、参数调节模块及伺服驱动器；

所述PID控制单元，用于控制伺服驱动器，使伺服驱动器驱动伺服电机转速；

所述数据采集单元，用于采集伺服电机的转速偏差、转速偏差变化率及转速偏差变化加速度；