2。3。1 MATLAB 简介及 Simulink 组件介绍 7

2。3。2 模糊控制的基本分析 8

2。3。3 论域、量化因子、比例因子的选择 8

2。3。4 模糊控制器设计的步骤 10

2。4 模糊控制系统稳定性分析 13

第三章 无刷直流电动机的工作原理 15

3。1 无刷直流电动机的基本组成 15

3。2 无刷直流电动机的工作原理 17

3。3 无刷直流电动机的数学模型 19

第四章 无刷直流电动机的模糊控制系统设计及仿真 21

4。1 无刷直流电动机的系统设计 21

4。2 PID 控制的无刷直流电动机的设计和仿真 22

4。2。1 PID 控制介绍 22

4。2。2 无刷直流电动机的 PID 控制设计和仿真 23

4。3 无刷直流电动机模糊 PID 控制系统设计和仿真 24

结 论 33

致 谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1。1 研究背景

近半个世纪，自动控制理论经历了一系列发展，成为了工业生产实践中重要的理 论依据之一，自动控制理论的显著特点就是控制决策依赖纯数学解析的方法和被控对 象的精准的数学模型，而这个特点导致了现代控制系统中一些复杂的问题无法得到解 决。[1]模糊控制器的诞生为解决这些问题提供了新的思路和方法，它的显著特点就是 无需知道被控对象的数学模型，目前，基于模糊逻辑的控制方法已经发展成为自动控 制的重要手段之一。论文网

1。2 模糊控制器的研究现状及发展

1。2。1 模糊控制概念的提出

1。2。2 模糊控制器的研究现状及发展

1。2。3 模糊控制器存在的问题

1。3 本文的主要内容

第二章分析模糊控制器的基本组成以及模糊控制的基本原理，包括精确量的模 糊化、模糊控制规则、模糊推理以及模糊判决，并且介绍模糊控制中的隶属度函数。 简单的介绍一下模糊控制器仿真的工具——MATLAB 中的 Simulink。完成一个典型的

模糊控制器的设计，然后对其进行仿真，根据仿真的结果分析模糊控制器的稳定性。 第三章，简单的介绍无刷直流电动机的基本组成部分，然后再细致的介绍主要组成部 分，并通过一个典型的结构介绍无刷直流电动机的工作原理，对于无刷直流电动机的 数学模型，本文选择无刷直流电动机中其中的一种结构来构建。第四章，选择无刷直 流电动机的控制系统来设计一个模糊控制器，通过仿真结果来判断模糊控制器的控制 效果，通过调整参数的方法来达到更好的控制效果。

第二章 模糊控制器的基本原理

2。1 模糊控制器的基本结构及组成

2。1。1 模糊控制器的基本结构和组成

模糊控制器包括了四个部分，包括模糊化接口、模糊推理、反模糊化接口和知识 库，下面将一一介绍。[3]模糊接口的功能就是把输入模糊控制系统的数据模糊化，由 于模糊控制系统能够识别的数据都是模糊量，所以用模糊集合表示这个精确量。简单 的说，模糊推理的功能就是一种推理，只是它模仿了人类推断事情的思维方式，而这 种思维方式需要依据模糊的概念，推理的过程需要依据某些规则和它们相互之间的关 系，由此可见，模糊推理就是一个模糊控制器最重要的部分。反模糊化接口，顾名思 义，它和模糊化接口的作用是相反的，这一部分存在的原因主要是被控对象能够识别 的信息只能是精确量，所以要将模糊量精确化。知识库是一个存储知识的仓库，它包 含了专家的知识，实际操作者的经验，还有和被控对象相关的指标，通常知识库包含 了两个部分，一个是与推理相关的模糊规则，另一个就是数据库。