43山东工业技术2023年第2期(总第310期）基于单神经元自适应PID算法的直流有刷电机位置控制系统设计(山东交通学院汽车工程学院，山东济南250000）刘广奇，王希波，周长峰，高岩飞，吕杭[摘要]位置控制式直流有刷电机在生产和生活中有广泛的应用。在一些控制惯量大、力矩变化、非线性强的应用场景中，现有的直流有刷电机位置控制系统具有成本高、适应性不强、鲁棒性差等缺点。因此，本文设计了基于双闭环单神经元自适应PID算法的直流有刷电机位置控制系统。搭建了基于STM32单片机的电机控制试验台并对控制系统进行了验证。实验结果表明本文设计的的控制系统具有适应性强、运行平顺、抗干扰能力强、控制精度高的优点，为低成本直流有刷电机控制系统提供了一种有效的方案。[关键词]单神经元自适应控制；直流有刷电机；位置控制[中图分类号]TM383.5[文献标识码]A[文章编号]1006-7523（2023）02-0043-05DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2023.02.007[收稿日期]2022-09-18[作者简介]刘广奇（1999—），男，山东交通学院汽车工程学院，硕士研究生；王希波（1978—），男，博士，山东交通学院汽车工程学院，副教授；周长峰（1977—），男，博士，山东交通学院，汽车工程学院，副教授；高岩飞（1986—），男，博士，山东交通学院，汽车工程学院，讲师；吕杭（1997—），男，山东交通学院汽车工程学院，硕士研究生。直流有刷电机具有启动快、调速性能好、价格低廉等优点，被广泛应用在家用电器、工业设备等方面[1,2]。电机的位置控制是其较为常见的使用方式[3]。传统的PID算法在电机的位置控制过程中得到了广泛应用，但在负载范围变化较大且非线性较强的应用场景，适应性较差[4~6]。当前，工业控制领域对电机位置控制的要求逐步提高，要求电机能够在变负载、有干扰的应用场景下保持稳定性[7]。相较于传统的PID控制算法，单神经元自适应PID控制算法具有较好的自学习能力和自适应能力，结构简单，使用方便[8~9]。本文将单神经元自适应算法应用到直流有刷电机伺服控制中，为如自动闸机等控制惯量大、力矩不断变化、非线性强的应用场景提供一种成本低、使用方便的伺服控制器。一、系统设计1.硬件设计控制部分以STM32F429IG芯片为控制核心，意法半导体公司推出的STM32F429IG高性能芯片基于Cortex-M4内核，主频可达180M，适用于电机控制；采用2个独立式按键控制电机的角度；通过USART串口通信与上位机进行通讯，将角度信息实时显示到上位机上。电机驱动部分使用H桥电路...
