【導讀】變速驅動（VSD）電機為大幅降低能源消耗和對外國燃料的依賴帶來了希望。一種方法是使用數字信號處理器 (DSP) 為無刷直流 (BLDC) 電機等電機創建新一代基於 VSD 的控製器。

變速驅動（VSD）電機為大幅降低能源消耗和對外國燃料的依賴帶來了希望。一種方法是使用數字信號處理器 (DSP) 為無刷直流 (BLDC) 電機等電機創建新一代基於 VSD 的控製器。

然而
，這些電機也麵臨著挑戰。使用傳統的比例、積分和微分 (PID) 控製器時，控製 BLDC 電機的電機速度非常複雜，因為它們依賴於複雜的數學模型並且計算量大。另一種方法是使用模糊邏輯 (FL) 算法來消除對複雜數學公式的需求並提供易於理解的解決方案。與 PID 控製器相比，FL 電機控製的開發周期也更短，因此上市時間也更快。本文討論使用 FL 算法通過 Texas INStruments c28xx 定點 DSP 係列控製 BLDC 電機的過程。

BLDC 控製模型開發

在構造 FL 發動機之前
，我們必須首先開發一個模型作為設計的基礎。FL 控製器使用啟發式知識並使用模型的語言描述來表達設計。我們不會從頭開始開發模型
，而是使用 PID 控製器模型作為起點。一旦開發並實現，FL控製器就可以通過調整其參數來改進。

一般來說，開發 FL BLDC 控製器有三個設計步驟：

1. 定義輸入、輸出和控製器的操作範圍。
2. 定義模糊隸屬度集函數和規則。
3. 調整發動機。

圖 1 顯示了 BLDC 控製器模型的框圖。

步是定義模型的相關輸入和輸出。輸入為誤差 (E)
，即設定速度 (SS) 和當前速度 (CS) 之間的當前誤差。另一個輸入是誤差變化 (CE)

，它是當前誤差與之前計算的誤差 (PE) 之間的差值。輸出是電樞電壓（CV）的變化，即當前電樞電壓（CAV）與先前電樞電壓（PAV）的存儲值之間的差值。得到的模型方程如下：

E = SS – CS
CE = E – PE
CV = CAV – PAV

電機速度單位為每分鍾轉數 (RPM)，E 決定我們與目標速度的接近程度。因此，當E > 0 時
，電機速度低於設定速度。或者
，E < 0 表示電機旋轉速度快於設定速度。CE 確定控製器的調整方向。當且僅當 (iff) 當前速度小於設定速度時
，CE 為正。或者，當且僅當當前速度大於設定速度時
，CE 為負。當接近設定速度時
，CE 在正值和負值之間交替。CV 是施加到電樞的激勵電壓。該電壓在實現中表示為脈寬調製 (PWM) 占空比。

下一步是定義模糊隸屬度集函數
、變量和規則。為了工作，非模糊（清晰）的de輸shu入ru和he輸shu出chu必bi須xu轉zhuan換huan為wei模mo糊hu的de。轉zhuan換huan是shi通tong過guo使shi用yong語yu言yan變bian量liang來lai表biao示shi輸shu入ru和he輸shu出chu範fan圍wei來lai執zhi行xing的de。這zhe些xie也ye稱cheng為wei模mo糊hu變bian量liang。模mo糊hu變bian量liang用yong於yu劃hua分fen隸li屬shu函han數shu的de值zhi區qu域yu。例li如ru
，使shi用yong五wu個ge變bian量liang來lai映ying射she輸shu入ru和he輸shu出chu。它ta們men是shi負fu中zhong（NM）
、負小（NS）、零（Z）
、正小（PS）和正中（PM）。該模型的輸入和輸出是由五個模糊變量在操作範圍內描述的隸屬集函數。

FL 控製器不使用數學公式，而是使用模糊規則來做出決策並生成輸出；多麼酷啊
？FL 規則采用 IF-THEN 語句的形式。模糊規則決定係統行為，而不是複雜的數學方程。例如，如果誤差 (E) 等於 NM
，誤差變化 (CE) 等於 PS
，則電樞電壓 (CV) 的變化等於 NS。使用的規則數量基於設計者的經驗和係統的知識。因此，對於我們的係統，使用的規則數量為 25 個，這是基於使用 PID 控製麵的基本 PID 控製器模型。

為了給電樞通電，CV 模糊輸出必須轉換回清晰輸出。這個過程稱為去模糊化。 使用一種流行的去模糊方法，稱為重心法；稍後我將更詳細地討論它。

設計的一步是調整會員功能和規則。此階段也稱為調優。調整用於提高 FL 控製器的性能。一旦設計完成，控製器就可以實施了。

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