19、工业4.0中元启发式算法在无刷直流电机控制中的应用

工业4.0中元启发式算法在无刷直流电机控制中的应用

1. 元启发式优化算法控制器分析

在无刷直流（BLDC）电机的速度控制中，不同控制器的性能以及时域特性的分析至关重要。通过对时域特性的研究，可以为BLDC电机的速度控制选择合适的带有优化算法的控制器。基于控制器的各种优化技术如下表所示：
| 控制器类型 | 优化技术 |
| — | — |
| 整数阶PID控制器 | CAS、DEA、PSO、ABC、ANFIS、FL、ACO、GA、MGA、Hybrid、DPNN |
| 分数阶PID（FOPID）控制器 | ABC、MGA、GWO、BA |

1.1 控制器的最优调谐方法

控制器的最优调谐一直是一项具有挑战性的任务，因为控制器通常有三到五个自由度（DOF）增益参数（Kp、Ki、Kd、λ和μ）需要调整，以达到所需的规格。最优调谐技术可分为以下几类：
- 基于规则的技术 ：依据预先设定的规则来调整控制器参数。
- 分析技术 ：通过数学分析的方法确定最优参数。
- 数值技术 ：利用数值计算来寻找最优解。

此外，自调谐调节器和模型参考自适应控制器也可用于在大干扰和参数不确定的情况下，对控制器参数进行最优调谐，以满足所需的闭环规格。

1.2 基于PID控制器的优化技术分析

为了最小化BLDC电机驱动速度控制中的时域参数，对各种优化技术在PID控制器上的性能进行了分析。这些优化技术主要用于调整PID控制器的参数（Kp、Ki、Kd），以减少BLDC