在高性能的运动控制系统中，由于系统本身存在非线性，强耦合的特性，所 以要用转速闭环控制，但速度传感器的成本高，操作比较复杂，占用场地也比较 大，为解决这一问题便研发了无速度传感器控制的调速系统。无速度传感器控制 的实现方法就是系统检测装置要实时监测电子电压和电流，再依据电动机模型或 合适的算法进行估算，用估算的值作为反馈量再进行反馈控制[5]。可是这种方法

并不实用，电机本身系数的不同对系统的准确程度的影响也不同，这样一来并不 可能建立一个适用于大部分电机的无速度传感器，所以怎样避免电机参数的影 响，提高控制器的精准度成为了困扰发展无速度传感器控制系统的一大难点。

近几年来，模糊控制等一系列的智能控制手段开始应用在控制系统上，使得 运动控制系统开始向智能化的方向发展，这对人类来说是有利的，使操作方式越 加的趋向于人类的思维方式。在现代运动控制系统中，往往可以将智能控制和传 统 PID 控制手段组合在一起[6]，充分发挥两者的优势，这样一来在保证了系统的 控制精度的同时又增加了系统的自学习性能力，提高了整体系统的鲁棒性，关于 模糊控制的话题也开始变成社会热门话题。

1。2 国内外研究现状

2 相关知识

2。1 无刷直流电机

关于电机的基本知识以无刷直流电机为例来说明,首先无刷直流电机又称为 无机械电刷和换向器的直流电机，与传统的有刷直流电机相比,它最大的特点就 是通过电子元件代替机械换向器和电刷换向来实现本身的无刷运行[3]。

2。1。1 无刷直流电机的结构论文网

无刷直流电机的定子是电枢绕组,转子是（稀土）永磁体，它有两种方式： 一是内嵌式，就是将永磁体内嵌在转子铁心中；另一种是面装式，就是则将瓦状 片的永磁体粘贴在转子外表上[3]。

它的的基本结构如下图 2-1 所示：

图 2-1 无刷直流电动机的结构图

图 2-1 所示的无刷直流电机的基本结构是由永磁电机本体、位置传感器以及 电子换向开关线路三部分组成的。

它的基本原理如下图 2-2 所示：

无刷直流电机基本原理框图

图 2-2 中的控制与功率驱动电路根据直流电源和位置传感器的反馈信号可以 实现定子三相绕组的导通时间和导通顺序的。功率驱动是一个传递单元，将直流 电源的功率分配到电机定子上的各相绕组,通电使其产生连续的转矩，而位置传 感器主要用于输出电路换向的控制信号[7]。

2。1。2 无刷直流电机的数学模型

主电路图如图 2-3 所示：

无刷直流电机主电路拓扑图

主电路一般有两个部分，一是不可控整流桥，它的作用是将三相交流电整流 为恒压值的直流电压，而另一部分的逆变器（图 2-3 所示）模块则是将直流电压 转换为电压值以及电压频率都可以调整的交流电，它一般只有一套可控功率级， 所以结构比较简单，控制方式也很方便，另外可以通过脉宽调制的手段降低输出 谐波的分量大小。

2。1。3 无刷直流电机参数方程

（1）无刷直流电机的电压方程如下表示：

其中： ua, ub, uc 为三相定子绕组电压，单位为伏特(V)；

ia, ib, ic 为三相定子绕组电流，单位为安培(A)；

Ra, Rb, Rc 为三相定子绕组的电阻，单位为欧姆（Ω）；

La, Lb, Lc 为三相定子绕组的自感，单位为亨利(H)；

Lab, Lac, Lba, Lbc, Lca, Lcb 为三相定子绕组之间的互感，单位为亨利(H)；