模糊自适应 PID控制器在 SRD调速系统中的应用.pdf

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1、2014年第1期工业仪表与自动化装置·85·模糊自适应PID控制器在SRD调速系统中的应用刘庆华(西安理工大学高等技术学院，西安710082)摘要：在设定开关磁阻电机(SRM)最优的晓和前提下，设计一个模糊自适应PID控制器，使SRD调速系统获得最佳性能。关键词：开关磁阻电机：调速系统：最优控制：模糊控制中图分类号：TK3文献标志码：B文章编号：1000—0682(2014)O1—0085—3TheapplicationoffuzzyadaptivePIDcontrollerinSRDsystemLIUQinghua(HigherCollegesofTechnolo

2、gy，Xi'anUniversityofTechnology，Xi'an710082，China)Abstract：Insettingswitchreluctancemotor(SRM)optimal0。and0premise，designafuzzya—daptivePIDcontroller，SOthattheSRDsystemobtainoptimumperformance．Keywords：switchedreluctancemotor；speedadjustsystem；optimalcotrol；fuzzycontrol行修改，便构成了模糊自适应PID控

3、制器。0引言PID参数的整定必须考虑到在不同时刻3个参开关磁阻电机调速系统(SRD)是继交、直流调数的作用及相互之间的关系。速系统后的又一新的调速系统。其运行性能和经济模糊自适应PID是在PID算法的基础上，通过指标比普通的交、直流调速系统都要好，应用潜力巨计算当前系统误差e和误差变化率ec，利用模糊规大。开关磁阻电动机本身磁场的非线性，使得计算则进行模糊推理，查询模糊矩阵表进行参数整定。十分复杂，而且由于其非线性的开关供电电路，电流模糊控制设计的核心技术是总结工程设计人员波形规律也很特殊，这就导致一般的PID调节器很的技术知识和实际操作经验，建立针对k。，k，k三

4、难实现SRD控制。个参数的模糊控制规则表，如表1所示。该文旨在设定开关磁阻电机(SRM)最优的0。表1k，k，ka的模糊规则表和。前提下，设计一个模糊自适应PID控制器作为EC其转速调节器，使得SRD调速系统获得最佳性能。NBNMNSZ0PSPMPB电机参数：SRM6／4电机，额定功率：P=60kW，定BPBPBPMPMPSZ0Z0子绕组电阻R=0．05Q，转动惯量J=0．05kg·m，NMPBPBPMPSPSZ0NS摩擦系数D=0．02N·m·s。NSPMPMPMPSZ0NSNS1模糊自适应整定PID控制原理Z0PMPMPSZ0NSNMNMPSPSPSZ0NSNS

5、NMNM自适应模糊PID控制器以误差e和误差变化ecPMPSZ0NSNMNMNMNB作为输入，可以满足不同时刻e和ec对PID参数自整定的要求。利用模糊控制规则在线对PID参数进PBZOZ0NMNMNMNBNB。，k，ka的模糊控制规则表建立好后，可根据如收稿日期：2013—06—28下方法进行kp，k，Ij}的自适应整定。作者简介：刘庆华(1977)，男，西安理工大学高等技术学院讲将系统误差e和误差变化率ec变化范围定义师，工学硕士，主要从事自动控制方面的教学与科研工作。为模糊集上的论域：e，ec={一3，一2，一1，0，1，2，·86·工业仪表与自动化装置201

6、4年第1期3}，其模糊子集为E，EC={NB，NM，NS，ZO，PS，模糊控制器输入变量有2个，其中e定义为误PM，PB}={负大，负中，负小，零，正小，正中，正差输入，ec定义为误差变化量输入。k。，k，分别为大}。设e，ec和k，k，kd均服从正态分布，因此可得模糊控制器的输出值，其隶属度函数界面如图3出各模糊子集的隶属度，根据各模糊子集的隶属度所示。赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计PID参数的模糊矩阵表，查出修正参数代入式(1)进行计算。kp=k：+{e，ec}。k=k+{e，ec}(1)kd=k：+{e，ec}d其控制流程如图1所示。—叫“e

7、c(k)模糊化L广IPID参数剀始纯1I模糊整定、岛、kulI取当前采样值IIl算当前．、、tI图3模糊控制器编辑器e(k女)一y(k)lP[D参数整定1e、ec的取值范围分别为一3～+3，k的取值范围(^)=P(D—e(k-1)IPID控制器输出为一O．3～+0．3，k的取值范围为一0．06～+0．06，kIIe(k一1)(妨卜一的取值范围为一0．3一+0．3。根据表1的模糊规则，图1PID参数自整定流程图对输人参数进行逻辑判断，同时根据判断结果进行赋值。例如当输入误差e为负的最大，同时误差变化率2基于Matlab／Simulink的模糊自适应ec也是负的最大