模糊自适应控制在三相pwm整流器的研究与应用

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1、模糊自适应控制在三相PWM整流器的研究与应用庞元俊，于励鹏（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山467001）摘要：模糊控制与传统PI控制两者结合起来，既具有模糊控制灵活而适应性强的特点，又具有PI控制精度高的特点。文章介绍了模糊控制在三相PWM整流器的应用与设计，仿真结果表明，这种新型PI控制方法响应快、鲁棒性强、抗干扰能力好，较传统PI控制具有更好的动、静态特性。关键词：模糊控制；PWM整流器；自适应StudyofThree-phasePWMRectifierBasedonFuzzyAdaptiveAdjustmentPangyuan-jun,Yuli-pengAbstract:T

2、hispaperprimarilyintroducesthedesignofthevoltageloopandcurrentloopofthree-phasehighpowerfactorPWMrectifier,andsuccessfullyapplyingaPIfuzzycontrolwithauto-tuningscalingfactorstothecontrolstrategyofrectifierinordertoimprovethecontrolaccuracyofvoltsD.C..Thesimulationresultsshowedthattheimprovedper

3、formancewassuperiortothetraditionalPIcontroller,itworkedwellwithhighdynamicandstaticperformance,becauseofitsadvantageinquickresponseandgoodrobustness.Keywords:auto-tuningscalingfactor；fuzzycontrol；PWMrectifier引言模糊控制是近时期发展并达到实用的一种控制理论，基于此理论发展起来的模糊控制器，是一种新型控制器件，优点是可以根据人工控制的规律组织控制决策表，由决策表决定控制参数，不要

4、求建立受控对象的精确数学模型。传统的PI调节是早期发展起来的一种控制方法，已经广泛应用于工业过程控制，其特点是其算法简单、控制精度高、可靠性高、鲁棒性好，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。而大多数工业控制过程应用常规PI控制器不能达到理想的控制效果，原因是实际的工业控制过程往往具有时变不确定性、非线性，精确的数学模型建立起来比较困难，传统的PI控制参数难以整定、性能不良。导致的结果是系统适用性差，控制精度达不到要求。因此有必要寻求一种控制方式，以适应非线性复杂的工业控制过程。模糊控制自适应PI控制系统可以完成非线性复杂的控制任务。。随着计算机技术的发展，实现模糊控制与传统

5、的PI调节控制结合应用于复杂的控制系统可以容易实现，使系统既具有模糊控制灵活而适应性强的特点，又具有PI控制精度高的特点[1-2]。下面就模糊控制在三相PWM整流器的应用与设计作一介绍。1模糊自适应整定PI控制由模糊控制和PI调节器构成的自适应模糊PI控制器，其结构如图1所示。自适应模糊PI控制器利用模糊控制规则在线对PI参数进行修改，以误差e和误差变化ec作为输入，可以满足不同时刻的e和ec对PI参数自整定的要求。PI调节器W(s)dedt模糊控制eceudc+-udc——电压环传递函数图1在线实时模糊自整定PI控制器控制方案原理PI参数模糊自整定是找出、两个参数与e和ec之间的模

6、糊关系，在运行中通过不断检测e和ec，根据模糊控制原理来对两个参数进行在线修改，以满足不同e和ec时对控制参数的不同要求，而使被控对象有良好的动静态性能。PI参数的整定必须考虑到在不同时刻两个参数的作用以及相互之间的互联关系。模糊自整定PI是在PI算法的基础上，通过计算当前系统误差e和误差变化ec，利用模糊规则进行模糊推理，查询模糊矩阵表进行参数调整。当误差大或较大时，选择控制量以尽快消除误差为主；而误差较小时，选择控制量要注意防止超调，以系统的稳定性为主要出发点。将系统误差e和误差变化率ec变化范围定义为模糊集上的论域e，ec＝{-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5

7、,}其模糊子集为e，ec＝{NB,NM,NS,O,PS,PM,PB},子集中元素分别代表负大，负中，负小，零，正小，正中，正大。下面以误差e为例讲述隶属函数的确立，模糊子集NB采用z形隶属函数，模糊子集PB采用s形隶属形函数，其他采用三角形隶属函数，误差e的隶属函数如图2所示。隶属度误差图2误差e的隶属函数图2误差e的隶属函数根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计PI参数的模糊矩阵表，查出修正参数代入下式计算：在线运行过程中