模糊控制在異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應用研究

1、模糊控制在異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的 模糊控制在異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應用研究 應用研究摘要隨著電力電子技術和現(xiàn)代變頻調(diào)速的發(fā)展，以及交流電動機矢量控制理論的提出，使變頻器的技術有了很大的發(fā)展。近年來，智能控制在電機調(diào)速方面也有著很大的發(fā)展，而模糊控制理論作為智能控制的一個分支，應用到異步電 動機矢量控制理論中，能夠進一步提高電動機調(diào)速的動靜態(tài)性能。本文根據(jù)三相異步電動機的數(shù)學模型和矢量控制的基本原理，分析研究了異步電動機的矢量控制

2、系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的 ASR 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器中的 PID 控制進行了改進，將其設計為自適應模糊 PID 控制，并建立了帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型，對傳統(tǒng)的 PID 控制及自適應模糊 PID 控制進行比較。本文研究的主要內(nèi)容可分為三部分：首先，介紹了交流調(diào)速及變頻器技術 的發(fā)展概況以及智能控制理論在電氣傳動系統(tǒng)中的應用，分析了異步電動機的矢量控制方法。本文采用了二相旋轉(zhuǎn)坐標系中的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器來確定轉(zhuǎn)子磁鏈的位置，采用了電流滯環(huán)

3、脈沖發(fā)生器輸出觸發(fā)脈沖，并且建立了矢量控制調(diào) 速系統(tǒng)。其次，介紹了 PID 控制原理和自適應模糊 PID 控制原理，對階躍信號進行仿真實驗。驗證自適應模糊 PID 控制的響應速度快的優(yōu)點。接著，利用 Matlab/Simulink 建立仿真模型，建立了帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型，分別將傳統(tǒng) PID 控制與自適應模糊 PID 控制應用于 ASR 轉(zhuǎn) 速調(diào)節(jié)器中，通過仿真實驗，驗證了相對應傳統(tǒng) PID 控制而言，自適

4、應模糊 PID 控制具有響應速度快，超調(diào)量低的優(yōu)點。 最后總結了本文所做的工作，并對今后的研究做出了分析與展望。關鍵詞：矢量控制；變頻調(diào)速；自適應模糊 PID 控制；Matlab/Simulink 仿真1. 引言 隨著科技的發(fā)展，人類社會己經(jīng)進入了電氣與信息時代，電氣傳動技術可以保障了人類社會中電能到機械能之間轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)代的交流傳動技術已經(jīng)廣泛應 用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天交通國防軍事以及日常生活用品當中，人們對于交 流傳動技術的性能、質(zhì)量

5、以及成本的要求也變得越來越高。而現(xiàn)在的電氣傳動產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了國民經(jīng)濟的各個方面，所以當前的交流調(diào)速傳動已經(jīng)成為電氣 傳動的主流方式。在這樣的背景下，研究和開發(fā)高性能、高質(zhì)量的交流調(diào)速系統(tǒng)，無疑具有非常重要的現(xiàn)實意義。2．交流調(diào)速技術的發(fā)展的概況與趨勢 與方法進行控制工作。許多探索如何實現(xiàn)人腦思維功能的學術領域的研究都取 得了很大的進展。這些研究成果可以從不同的角度提出了各種仿照人的知識、思維進行控制的方法，例如專家控制、神經(jīng)元控制模糊控

6、制、神經(jīng)模糊控制等 等，它們統(tǒng)稱為智能控制 模糊控制作為智能控制的一個新的重要的分支，近年來研究人員對模糊神經(jīng)控制技術進行了深入的研究。如同其他的智能控制技術一樣，模糊控制被人們嘗試著引入到各個相關的控制領域，所以將模糊控制用于電機調(diào)速控制，有 一定的可研究性。4.模糊控制基本知識 模糊控制是智能控制中一個重要的研究方向，模糊控制的基本思想是利用計算機來實現(xiàn)人的控制經(jīng)驗。而在一般情況下，人的控制經(jīng)驗是由語言來表達的，而且這些語言表達的控

7、制規(guī)則又具有相當?shù)哪：?，這些控制規(guī)則的形式就是模糊控制的條件語句的形式，這些是可以用模糊數(shù)學的方法來描述過程變量和控制作用的這些模糊概念以及它們之間的關系，可以根據(jù)這種模糊關系以 及某時刻過程變量的檢測值需化成模糊量用模糊邏輯推理的方法來得出此刻的控制量。因為模糊控制器的模型并不是由數(shù)學公式表達的數(shù)學模型，而是由一組模糊條件語句所構成的語言形式，所以從這個角度上來講，模糊控制器又被稱模糊語言控制器。模糊控制器的模型是基于知識模型的控制