Un diseño óptimo basado en AEFA de un controlador PID difuso para el control de actitud de un volante de inercia con motor BLDC
Autores: Zhang, Zhizhou; Li, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un diseño óptimo basado en AEFA de un controlador PID difuso para el control de actitud de un volante de inercia con motor BLDC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Método
Controlador PID difuso
Algoritmo de campo eléctrico artificial
Motor BLDC
Control de actitud de satélites pequeños
AEFA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Se propone un nuevo método para optimizar el controlador PID difuso, basado en un algoritmo de campo eléctrico artificial (AEFA), con el objetivo de mejorar el indicador de estabilidad del motor de corriente continua sin escobillas (BLDC) para el volante de control de actitud de pequeños satélites. El motor BLDC es la parte básica del volante de control de actitud del pequeño satélite. Para controlar con precisión la actitud del pequeño satélite, es muy importante contar con un buen sistema de control del motor. En primer lugar, se establece el modelo matemático del motor BLDC y se diseña el sistema de control de velocidad del motor BLDC utilizando control PID tradicional. En segundo lugar, considerando que el sistema de control de velocidad del pequeño satélite es un sistema no lineal, se diseña un control PID difuso para resolver las deficiencias de los parámetros fijos del control PID tradicional. Finalmente, encontramos que la precisión de control del control PID difuso cambiará con el rango de la entrada. Por lo tanto, introducimos el AEFA para optimizar el PID difuso y lograr un control de actitud de alta precisión de pequeños satélites. Al simular el sistema del motor BLDC, se compara el controlador PID difuso propuesto basado en AEFA con el controlador PID tradicional y el controlador PID difuso. Los resultados de diferentes controladores muestran que el método de control propuesto podría reducir efectivamente el error en estado estacionario. Además, el controlador PID-AEFA difuso propuesto tiene una mejor capacidad de resistencia a interferencias.
Descripción
Se propone un nuevo método para optimizar el controlador PID difuso, basado en un algoritmo de campo eléctrico artificial (AEFA), con el objetivo de mejorar el indicador de estabilidad del motor de corriente continua sin escobillas (BLDC) para el volante de control de actitud de pequeños satélites. El motor BLDC es la parte básica del volante de control de actitud del pequeño satélite. Para controlar con precisión la actitud del pequeño satélite, es muy importante contar con un buen sistema de control del motor. En primer lugar, se establece el modelo matemático del motor BLDC y se diseña el sistema de control de velocidad del motor BLDC utilizando control PID tradicional. En segundo lugar, considerando que el sistema de control de velocidad del pequeño satélite es un sistema no lineal, se diseña un control PID difuso para resolver las deficiencias de los parámetros fijos del control PID tradicional. Finalmente, encontramos que la precisión de control del control PID difuso cambiará con el rango de la entrada. Por lo tanto, introducimos el AEFA para optimizar el PID difuso y lograr un control de actitud de alta precisión de pequeños satélites. Al simular el sistema del motor BLDC, se compara el controlador PID difuso propuesto basado en AEFA con el controlador PID tradicional y el controlador PID difuso. Los resultados de diferentes controladores muestran que el método de control propuesto podría reducir efectivamente el error en estado estacionario. Además, el controlador PID-AEFA difuso propuesto tiene una mejor capacidad de resistencia a interferencias.