全文总字数：1775字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着对无刷直流电动机调速系统的快速动态响应、稳定性和抗干扰性要求的越来越高，经典的PID控制已经无法满足控制性能的要求。其主要原因在于数字直流调速装置中的PID调节器对被控对象及其负载参数变化适应能力差。这使得经典控制理论在己知被控对象的传递函数才能进行设计的前提得到满足，大部分数字直流调速控制器就是建立在此基础上的。分数阶PI控制器是将PI控制器扩展到分数阶，增加了控制器的可调参数，在无刷直流电机的工作过程中，一旦产生偏差，PI控制器就会立即产生控制作用以减少偏差。而且PI控制器还可以消除静差，提高整个直流电机系统的无差度。

常规PID调节器难以满足高精度、快响应的控制要求，常常不能有效克服负载、模型参数的大范围变化以及非线性因素的影响。在工程上，这种控制器就很有可能满足不了生产的需求。本课题的研究目的就是通过对分数阶PI的研究达到对系统的最优控制。

国内外研究现状

我国现在大部分数字化控制直流调速装置依靠进口。但由于进口设备价格昂贵，也给出了国产全数字控制直流调速装置的发展空间。我国关于数字直流调速系统的研究主要有：综合性最优控制，补偿PID控制，PID算法优化，也有的只应用模糊控制技术. 随着新型电力半导体器件的发展，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）具有开关速度快、驱动简单和可以自关断等优点，克服了晶闸管的主要缺点。因此我国直流电机调速也正向着脉宽调制（pulse width modulation，简称PWM）方向发展。国外主要电气公司如瑞典的ABB公司、德国的西门子公司、AEG公司、日本的三菱公司、东芝公司、美国的GE公司、西屋公司等，均已经开发出多个数字直流调速装置，有成熟的系列化、标准化、模板化的应用产品。

2. 研究的基本内容

本论文的主要研究内容如下：

1:将传统的整数阶pid控制器的微分与积分扩展到分数阶，并应用到无刷直流电机调速系统研究中，看是否能克服经典pid算法对无刷直流电动机调速系统在快速动态响应、稳定性和抗干扰性方面的缺陷，实现对系统的最优控制。

2:通过matlab仿真验证分数阶pi控制器对系统控制的稳定性。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

第一周------第三周撰写文献综述、译文

第四周------第六周论文初稿完成

4. 参考文献

[1] navidi n, bavafa m, hesami s. a new approach for designing of pid controller for a linear brushless dc motor with using ant colony search algorithm[c]// power and energy engineering conference, 2009. appeec 2009. asia-pacific. ieee, 2009:1-5.

[2] arulmozhiyal r, kandiban r. design of fuzzy pid controller for brushless dc motor[c]// computer communication and informatics (iccci), 2012 international conference on. ieee, 2012:1-7.

[3] 郭伟，陈一帆，周丽，等. 无刷直流电机分数阶pi预测函数控制研究[j]. 武汉理工大学学报，2013，35(04):130-135.