船舶发电机组的励磁系统模糊PID控制研究.pdf

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1、v01．35No．52015．5船电技术f应用研究船舶发电机组的励磁系统模糊PID控制研究欧阳松．汪敏(武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：本文针对励磁系统的经典PID算法需要被控对象的精确模型、在非线性系统中的性能不够理想这一缺点，分析了船舶柴油发电机组的控制。结合模糊控制和经典PID控制，设计同步发电机励磁系统的模糊PID控制器．模糊推理机的输入为船舶发电机端电压的偏差及其变化率经模糊化处理后的模糊量。在Matlab环境下进行仿真，结果表明模糊PID控制器使发电机的端电压更加稳定，具有较好的静态和动态性能。关键词：柴油发电机组

2、励磁控制系统模糊控制中图分类号：TM314文献标识码：A文章编号：1003．4862(2015)05．0059．04ResearchonFuzzyPIDControlforMarineGeneratorExcitationSystemOuyangSong，WangMin(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion，Wuhan430064，China)Abstract：ForaccuratemodeloftheobjectrequiredbytypicalPIDalgorithmtoresearchexcita

3、tionsystemandthepoorperformanceofnonlinearsystem，thispaperanalyzesthecontrolmodeofthedieselgenerator,designsanfuzzyPIDcontrolcontrollercombinedwithP1Dcontrolandfuzzycontrolaimedatthesynchronousgeneratorexcitationsystem．Theinputoffuzzyinferenceengineisthedeviationoftheterminal

4、voltageandchangerateafterfuzzydispose．Thismodelissimulatedinmatlab．TheresultsshowthatwhenusingfuzzyPIDcontroller,betterstaticanddynamiccharacterisitcsaboutterminalvoltageofsynchronousgeneratorcanbegotten．Keywords：dieselgeneratorset,"excitationcontrolsystem,"fuzzycontrol0引言随着柴

5、油机技术的更新与进步，柴油发电机组已成为现代船舶电站的主要电力来源。随着船舶吨位的不断增大以及船舶大功率负载的不断增多，对船舶电网的稳定性和电能质量的要求也逐渐提高。为了使船舶柴油发电机组输出谐波更小、端电压更稳定的三相交流电，需要对转速和励磁进行闭环控制【lJ。最常见的做法是采用经典PID控收稿日期：2014．11—09作者简介：欧阳松(1987．)，男，助理工程师。研究方向：船舶电力推进。制器，但经典PID算法需要被控对象的精确模型，且性能不够理想【2J。因此，国内外学者提出了新的控制方式来取代经典PID控制方式，智能控制是一门快速发展的技术

6、【31。智能控制中的模糊控制不需要控制对象的数学模型，针对模糊控制算法，国内外学者做了很多研究，在具有非线性、强耦合的系统控制方面表现出了优良的性能【4J。文献[5]中将模糊控制算法应用于控制器的设计中，在设计过程中不需要被控对象的精确数学模型，避免了经典PID对于非线性系统的局限性。文献[6]中在控制系统中针，对系统中多变量的问题，设计了两个模糊控制器，进一步提高了控制器的性能。因此，本文结合模糊控制和经典PID控制，设计同步发电机励磁系统的模糊PID控制59船电技术f应用研究、，01．35NO．52015．5器，该控制器由糊控制器和PID控制

7、器并联而成，模糊推理机的输入为船舶发电机端电压的偏差及其变化率经模糊化处理后的模糊量。1模糊控制模型在实际系统中，我们无法建立所有系统的精确模型。模糊控制不需要被控对象的精确模型，是对专家知识和人的手动控制策略进行总结和分析，然后来模拟人的思维、决策，将其经验转化为模糊控制的规则从而对系统进行相应的控制。模糊控制不需要获取精确模型、结构简单的优点，具有一定的智能性，适合于非线性、强耦合的控制系统¨J。模糊控制器通常由模糊化、规则库、推理机和反模糊化构成。模糊化是控制量输入接口，将输入的精确值转换为推理机输入的模糊值；规则库存放被控对象的全部控制规

8、则，在推理时为推理机提供控制规则；推理机有匹配和推理两个基本任务，通过输入量对应的模糊值来确定激活对应的规则，然后结合模糊规则计算得出控