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行业动态

智能控制在交流电机调速中的应用

文字:[大][中][小] 2015/5/27    浏?#26469;?#25968;:770    


计算技术与自动化智能控制在交流电机调速中的应用胡锦李中发?#21512;?#23431;赵欢(湖南计算机高等专科学校,湖南长沙, 012)本文针对交流电机调速控制中模型不确定、系统非线性、检测与变送难等特点,提出了种实时智能控制方案及控制结构,并给出协调控制规则及模糊控制算法。

智能控制协调控制规则模糊控制算法

1、前言交流电机与直流电机相比,具有结构简单、价格便宜、?#25910;?#36739;少等优点,广泛用于工农业、交通运输、国防工业以及其它各行各业中。其缺点是调速性能较差。目前,在自动控制系统的研制开发应用中、高精度、高速度移动是个非常关键的问题。而这些因素主要取决于伺服电机驱动系统的特性,希望伺服系统具有快速性好、无超调、无静差、搞干扰能力强等特点。若控制对象模型确定,在工程中应用较多的是加入前馈补偿,构成开、闭环复合控制系统,或采用全数字PID 控制,状态反馈的线性最优控制等。但若控制对象不确定、参数变化大,上述控制方法就难以得到满意的控制效果。这?#26234;?#20917;下可采用自适应控制、变结构控制、H 优化控制。而自适应控制的鲁棒性有限,当控制对象参数在大范围内变化,且具有非线性时,自适应控制也无

能为力变结构控制迄今存在尚未解决好的抖动问题。H 优化控制计算量大,?#20013;?#35201;精确的数学模型。针对上述方法存在的不足,对于交流电机调速控制过程中的模型不确定,非线性、检测变送难等特点,我们提出种实时智能控制方案及控制结构,并给出协调控制规则及Fuzzy 控制算法。

2、系统结构设计根据交流电机调速控制过程中的特点,我们引入了专家智能控制及Bang― Bang 控制、Fuzzy 控制、PI控制,设计成如图1 所示二级控制结构。

第级智能控制系统包括特征识别信息处理、智能协调器、转换器第二级由Bang Bang 控制、Fuzzy 控制器、PI控制器组成。其中核心部分为智能控制系统,它主要完成三种控制方案的协调切换控制,根据特征识别器提供的信息,成功给出正确的控制策略。

根据控制理论, Bang ― Bang 控制在偏差和偏差变化率都较大时。加大控制力度,可以提胡锦等:智能控制在交流电机调速中的应用高系统的快速性,但易引起超调量过大,如图2 所示。

图注: n――给定转速n ――实?#39318;?#36895;Fuzzy 控制对被控系统的参数变化不敏?#26657;?#19981;?#35272;?#23545;象模型,并有利于改善系统的动态性能,但由于控制器的输入和输出被量化分档,往往产生极限环振荡及存在过大的死区余差(静差)等问题,如图3 所示。

控制作用的?#38382;?#20026;其中κ―调节器比例系数κ―调节器积分时间常数。比例部?#22336;?#26144;调节作用,积分部分最终消除静态差。PI控制器有利于提高系统的稳定性,但快速性较差,如图4 所示。对于具有时变性,非线性因素,对象的参数变化大的系统,单PI控制难以获得良好的控制效果。因此,将三者优点相结合,根据经验,设计智能协调控制规则,实现正确的切换?#32933;?#21487;行。

3、协调控制规则根据上述设计思想,并考虑到不同控制器切换时控制的突变以及偏差在两?#26234;?#25442;临界点计算技术与自动化上振荡时的协调问题,给出如下协调控制规则:进入控制)系统维持?#20013;?#25511;制)分别表示最大误差,最小误差△e 表示偏差变化分别表示最大误差变化率,最小误差变化率α,β分别表示?#24066;?#20559;差,?#24066;?#20559;差变化率λ(0 λ 1)表示遗忘因?#24212;?#20026;比例系数 u分别表示最大控制量,最小控制量。这些参数均可在仿真或现场调整。

4、Fuzzy 控制算法采用双输入单输出,语言推理规则表示为:加权平均判决得控制量经上式离线计算,得到控制表,实际控制时可查表。

5、结束语在交流电机调速系统实时控制前,先进行离线仿真,离线仿真包括动态建模仿真及调速系胡锦等:智能控制在交流电机调速中的应用统的智能协调控制仿真,经数?#22336;?#30495;后,初步得到实时控制试验的参数,再进入实时控制。图5 为在给定转速值n = 1000转/ 分,电机带上额定负载起动时电机转速的输出响应记?#35760;?#32447;。其中曲线①为Bang Bang 控制的结果响应曲线曲线②为Fuzzy 控制的结果响应曲线曲线③为PI控制的结果响应曲线曲线④为智能协调控制的结果响应曲线。控制结果表明:智能协调控制在几个主要控制指标上?#21152;?#20110;其它控制器单独使用的情况。

对象的引用?#28023;?3) DLL对象的编制:制作对象:来进行图象的显示与存取,把它编译生成DLL 库文件。

注册对象:用REGSV R32 来注册DLL 对象,以便对象能被调用。

6、 结束语本文虽然只是介绍了种基于WEB 应用中间层的开发方法,既利用ASP DLL 方便快速实现数据的动态图表,但如果在此框架上细化,对中间应用层加以扩展及加强,我们就能开发出强大的中间层应用服务,从而把握住WEB 应用开发的核心。

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