ФАЗЗИ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В статье рассматриваются вопросы построения адаптивной системы управления динамическом объектом на основе фаззи регулятора, реализованный в виде нечеткой системы типа Сугено. Для технической реализации фаззи регулятора предложен использования вычислительный модуль FPGA (программируемая логическая интегральная схема), отличающая возможностью интеграции системы управления с операцией сбора данных в один чип и высокой вычислительной мощности. Вычислительный модуль FPGA в системах управления позволяет оперировать со значительно большим числом входных и выходных потоков, данных в реальном времени, а также при необходимости универсальности применяемых вычислительных алгоритмов в одном чипе. Предложения методика выбора разрядности дробной части чисел, позволяющей обеспечить необходимой точности вычисления управляющих сигналов. Адаптация параметров фаззи регулятора осуществляется на основе «дельта-правило», что позволяет существенно упростить вычисления коррекции параметров фаззи регулятора и облегчить реализации алгоритма адаптации на различных типах микроконтроллера. Для упрощения вычисления параметров функции принадлежности предложен использование операции min вместо операции умножения, что существенно увеличить время расчета переходного процесса. В качество динамического объекта рассмотрим двигатель постоянного тока. Приведен сравнительный анализ предложенной системы адаптивного микроконтроллерного управления ПИ регулятором, настроенным на оптимальное по быстродействию.本文探讨了基于模糊控制器（fuzzy regulator）、采用Sugeno型模糊系统实现的被控动态对象自适应控制系统的构建问题。为实现该模糊控制器的工程化落地，本文提出采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列，Field-Programmable Gate Array）作为计算模块，该模块可将控制系统与数据采集功能集成于单芯片内，且具备极高的计算性能。FPGA计算模块应用于控制系统中时，可同时处理海量实时输入输出数据流，且支持在单芯片内灵活适配各类计算算法以满足通用性需求。本文提出一种数值小数部分位宽的选取方法，可保障控制信号计算所需的精度。模糊控制器的参数自适应过程基于Δ规则（delta rule）实现，该方法可大幅简化模糊控制器参数的校正计算，便于在各类微控制器上部署自适应算法。为简化隶属度函数参数的计算，本文提出采用取min操作替代乘法运算，可显著增加过渡过程的计算时间。本文以直流电机作为被控动态对象，并对所提出的自适应微控制器控制系统，与经快速性最优整定的PI（比例积分）控制器系统开展了对比分析。