基于模糊控制的交流伺服系统仿真.pdf

《基于模糊控制的交流伺服系统仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《自动化与仪器仪表》2017年第1期(总第207期)基于模糊控制的交流伺服系统仿真徐晨峰,陈强(江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州，3４1000)摘要:交流伺服系统在实际中存在参数时变、负载扰动等问题,本文设计了基于模糊控制的速度环控制器。利用Simulink搭建双闭环伺服系统仿真,其仿真结果表明,系统的动态响应快,超调小及稳态精度高。关键词:伺服系统;模糊控制;仿真中图分类号:TM４6４文献标识码:ADOI编码:10．1４016/j．cnki．1001－9227．2017．01．107Abstract:Accordingtotheproblemaboutpar

2、ametertime－varyingandlorddisturbanceoftheACservosystem，aspeedloopcontrollerbasedonfuzzycontrolisdesignedbythispaper，thesimulationresultsofSimulinksoftwareshowthatthesystemresponsesquickly，havestrongerrobustnessandwithoutovershoot．Keywords:servosystem;fuzzycontrol;simulation0引言2模糊控制交流伺服系

3、统广泛应用现代工业中，具有加工精度2．2模糊控制原理高、生产效率高等特点。伺服系统一般以PID控制方式为关于二维模糊控制系统的原理如图2所示。偏差e=主。传统PID控制实现较为简单，且控制效果较佳，然而·de·y－w，偏差变化率e=。e和e分别是本文设计的模糊控伺服系统存在参数时变、负载阻力扰动等问题，传统PIDdt[1－４]制器中的输入信号，它们均为精确量，控制算法处理是对较难满足实际要求，因此，采用更加有效可靠的控制方式也就尤为必要。模糊控制是一种典型的智能控制方模糊量进行处理，而输入信号均为精确量，所以第一步要·法，它同样广泛地应用于工业生产中，如数控机床、机器

4、分别对精确输入量e和e进行模糊化处理。然后通过专家[5－6]人、温度控制、反应等。模糊控制不需要依靠受控对经验将经过模糊处理后的输入量转变为控制规则，进而得象的数学模型，避免了烦琐的运算以及较多可能产生的误出模糊关系。最后通过模糊控制规则，推导出相应的控制差。本文将模糊控制与PID相结合，将模糊PI应用于速模糊集U，再经过非模糊化处理，得到精确的控制量U去度环控制器中，以此建立双闭环伺服系统。通过仿真对[7－9]控制被控对象。比，表明模糊PI控制较之传统PID控制具有更快的动态响应快、超调小以及稳态精度高。1伺服系统近年来，对交流伺服系统的研究主要集中在两个方面:控制

5、策略、永磁同步电机。永磁同步电机控制比较适图2模糊控制系统原理图合于数控机床的加工，其主要用途在于驱动中小容量。伺2．3模糊控制器的设计步骤服系统主要采用三环(位置环、速度环、电流环)控制技术，模糊控制器的设计步骤分为以下四步:为解决系统中的电流谐波问题，常采用脉冲宽度调制技术，(1)确定模糊控制器输入输出变量包括正弦波调制、空间矢量调制等。A．R．Beig等人于2007·对于图2所示的控制器，输入和输出变量分别为e、e年提出了空间矢量脉宽调制算法，并通过与正弦波调制的和u。常用描述输入和输出变量的词集有:{负大，负中，对比实验，证实了空间矢量脉宽调制技术可以减少电流

6、谐负小，零，正小，正中，正大}，用英文表示为:{NB，NM，NS，波，并能够进一步扩大逆变器功率的使用范围。本文的伺Z0，PS，PM，PB}。服系统采用的是SVPWM技术，有关SVPWM技术的原理已[7－10](2)隶属度函数的选择有很多文献说明，其算法流程如图1所示。常用的隶属函数有三角函数形和正态函数型。正态函数型因计算量大，适用于对系统快速性要求较低的场合。三角隶属函数计算工作量相对少许多且精度也能达到满意的特点，因此本文选择三角隶属函数。(3)设计模糊控制规则模糊控制规则是设计模糊PI控制器的关键，主要由图1算法实现流程图专家知识和操作人员的实际操作经验得到的

7、。当偏差较收稿日期:2016－06－27大时，控制规则应尽快消除误差为主，当偏差较小时，控制·107·基于模糊控制的交流伺服系统仿真徐晨峰，等规则应以系统的稳定性为主。(４)论域、量化因子和比例因子的选择·本文设速度误差e和速度误差变化率e对应的模糊变量E和EC对应的模糊集为{NB，NM，NS，Z0，PS，PM，·PB};误差e和变化率e的基本论域分别为[－2000，2000]、[－20000，20000];输出量Δk和Δk的基本论域分别为[－pi0．28，0．28]、[－1，1];输出量Δk和Δk的模糊集为:pi图3采用空间矢量脉宽调制技术的系统仿