基于模糊神经网络中频感应加热电源研究

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1、·信息技术·吴延华，等·基于模糊神经网络的中频感应加热电源的研究基于模糊神经网络的中频感应加热电源的研究吴延华，娄丽丽，索红亮(黑龙江科技学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150027l摘要：通过对原有感应加热电源温度控制方法的分析，提出了一种适合于非线性系统基于模糊神经网络的温度控制方法。与传统的控制策略相比，模糊神经网络控制具有不依赖控制对象精确的数学模型，较强的鲁棒性，控制方式简便等优点。实验证明：该加热方法优于常规PID和模糊PID，可获得良好的动态特性，具有稳态精度高，功率调节范围宽，工作稳定可靠的优点。关键词：感应加热；模

2、糊神经网络；DSP；温度控制中图分类号：THI2；TP311．9；TM924．5文献标志码：B文章编号：1671-5276{2011)03；-0110-03FuzzyNeuralNetworkBasedonMediumFrequencyInductionHeatingPowerSupplyWUYan—hua，LOULi—li，SUOHong-liang(CollegeofElectricalandInformationEngineeringHeilongjiangInstituteof,ScienceandTechnology，Harb

3、JD1501727，China)Abstract：8asedontemperaturecontrolmethodanalysisoftheoriginalinductionheatingpowersupply．thispaperputsforwardatem-peraturecontrolmethodsuitablefornonlinearsystemandbasedonfuzzyneuralnetwork．Comp~edwiththetraditionalcontrolstrate-gY，thefuzzyneuralnetworkco

4、ntrolhastheadvantagesofnotrelyingoncontrolprecisemathematicalmodelofcontrolobject，strongto-bustnessandeasycontro1．TheexperimentshowsthattheheatingmethodissuperiortotheconventionalPIDandfuzzyPID，itcanbeusedtoobtaingooddynamiccharacteristicsofhighprecision，widerangeofpower

5、adjustmentandstableandreliableoperation．Keywords：jnductionheating；fuzzyneuralnetwork；DSP；temperaturecontrol串联谐振式全桥DC／AC逆变电路，以IGBT为主开关器0引件，由电流调节和功率调节组成双闭环的PWM直流斩波器进行功率调节，用频率跟踪电路控制逆变器的工作频随着工业的发展，感应加热电源在淬取、锻造、熔炼等率，使逆变器始终工作于谐振状态，逆变器输出功率因数方面得到广泛的应用，感应加热温度控制问题对于发挥感接近于1，而且IGBT能

6、始终工作在准零电流开关状态，整应加热优势、保证加热品质、提高经济效益具有重要意义。机工作效率较高。中频感应加热过程中炉料温度变化引起的阻抗变化会造成中频设备的低效率、高耗电状态。传统PID控制变频电【．‘源的控制系统，已不能满足感应加热系统中存在参数时变(：LCh性结构非线性的特点，因而很难获得精确的数学模型，而小一=VDol；．Cf；1Lfn～f9模糊神经网络控制器是一种近年来发展起来的新型智能控制器，其优点是不要求掌握受控对象的精确数学模型，而根据人工控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控图1中频感应加热电源的主电路制量的大小，既

7、具有模糊控制灵活、适应性强的特点，又具有传统PID控制精度高的特点。同时采用DSPTMS320F2812处理器，利用其高速的数字信号采样和运算2模糊神经网络控制器的设计能力，实现了频率跟踪的数字锁相环方法和神经网络算法，以实现功率的自动调整，使系统的输出具有更好的动模糊控制器采用常规的易于实现两输入三输出的多静态性能，并提高系统的鲁棒性，使得感应加热工件的温变量系统，采用神经网络对原有的模糊控制规则进行训度控制过程，取得较好效果。练，使模糊控制规则更加合理，同时也通过神经网络建立一部分控制规则，从而达到准确控制工件温度，实时调整1系统结

8、构跟踪功率的目的。2．1模糊控制器的设计中频感应加热电源的主电路如图1所示。包括整流环节(AC．DC)、Buck斩波器、滤波器、逆变器(DC．AC)、负模糊控制器原理图如图2所示，通过检测负载电压和载槽路和