1.課題概述
基於模糊PID控制器的的無刷直流電機速度控制simulink建模與模擬。基於模糊PID控制器的無刷直流電機（Brushless Direct Current Motor, BLDCM）速度控制系統是一種融合了傳統PID控制與模糊邏輯控制優勢的智慧控制策略，旨在提高BLDCM速度控制的動態響應、抗干擾能力和穩態精度。
2.系統模擬結果
3.核心程式與模型
版本：MATLAB2022a
4.系統原理簡介
4.1無刷直流電機模型與速度控制
無刷直流電機由定子繞組、永磁轉子和電子換相器組成。其數學模型可簡化為：
其中，T 為電機電磁轉矩，Kt 為扭矩係數，Ia 為定子相電流，ω 為電機角速度，B 為電機摩擦係數，TL 為負載轉矩，J 為轉動慣量。速度控制的目標是透過調節定子相電流 Ia 來實現電機轉速 ω 的精確跟蹤。
4.2 模糊PID控制器設計
模糊PID控制器結合了PID控制的穩定性、易整定性和模糊邏輯控制的非線性適應性、語言描述優勢，其結構通常包含模糊化、模糊推理、解模糊三個環節。
模糊化：將PID控制器的誤差 e=r−ω （設定轉速 r 與實際轉速 ω 之差）和誤差變化率 e˙=dtde 作為輸入，透過隸屬函式將其轉化為模糊語言變數（如“負大”、“負中”、“負小”、“零”、“正小”、“正中”、“正大”）。
模糊推理：依據預先設計的模糊控制規則庫，對模糊化後的誤差和誤差變化率進行模糊推理，得出PID引數（比例係數 Kp、積分系數 Ki、微分系數 Kd）的模糊輸出。
例如，典型模糊控制規則如下：
IF (Error is NB AND Derivative is NB) THEN (P is PB, I is NB, D is ZE)
...
IF (Error is ZE AND Derivative is PB) THEN (P is PM, I is ZE, D is PB)
其中，NB、NM、ZE、PS、PM、PB分別代表“負大”、“負中”、“零”、“正小”、“正中”、“正大”。
解模糊：將模糊輸出透過中心平均法、重心法、最大隸屬度法等解模糊演算法轉化為具體的PID引數值，用於後續的PID控制計算。
基於模糊PID控制器的無刷直流電機速度控制系統巧妙地結合了PID控制與模糊邏輯控制的優點，透過模糊化、模糊推理、解模糊等步驟動態調整PID引數，實現對電機轉速的精確、穩定控制。這種系統具有良好的動態響應、抗干擾能力和穩態精度，適用於各種工況下的BLDCM速度控制應用。