Details

В данной работе рассмотрено проектирование двухконтурной системы регулирования скорости двигателя постоянного тока. Главная цель исследования — повысить качество управления и преодолеть ограничения классического ПИД-регулятора. На основе методов интеллектуального управления исследованы принципы построения нечетких регуляторов. Для объекта исследования разработан адаптивный нечеткий ПИД-регулятор. В процессе работы определены функции принадлежности, сформирована база правил, а также оптимизированы коэффициенты фаззификации и дефаззификации. В MATLAB/Simulink созданы модели классической и нечеткой систем электропривода. Проведен сравнительный анализ их динамических характеристик. Результаты моделирования подтвердили преимущества адаптивной системы. Она эффективно подавляет перерегулирование, улучшает динамические показатели и повышает устойчивость к внешним возмущениям по сравнению с классическим ПИ-регулятором. Результаты исследования могут быть успешно применены в промышленных автоматизированных электроприводах, робототехнике и станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Эти области требуют высокой точности поддержания скорости при переменных нагрузках. Таким образом, внедрение нечеткого ПИД-управления в двухконтурную систему является эффективным решением. Оно значительно повышает надежность и качество работы электромеханических систем.

This paper considers the design of a dual-loop speed control system for a DC motor. The main goal of the research is to improve the control quality and overcome the limitations of a classical PID controller. Based on intelligent control methods, the principles of constructing fuzzy controllers are investigated. An adaptive fuzzy PID controller was developed for the object of study. During the research, membership functions were defined, a rule base was established, and the fuzzification and defuzzification coefficients were optimized. Models of both the classical and fuzzy electric drive systems were created in MATLAB/Simulink. A comparative analysis of their dynamic characteristics was conducted. The simulation results confirmed the advantages of the adaptive system. It effectively suppresses overshoot, improves dynamic performance, and increases robustness against external disturbances compared to the classical PI controller. The research results can be successfully applied in industrial automated electric drives, robotics, and computer numerical control (CNC) machines. These areas require high precision in maintaining speed under variable loads. Thus, the introduction of fuzzy PID control into a dual-loop system is an effective solution. It significantly increases the reliability and quality of electromechanical systems operation.