模糊pid控制技术在交流异步电机上应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第25卷模糊PID控制技术在交流异步电机上的应用刘景文(大庆石化公司塑料厂，黑龙江大庆163714)摘要：交流异步电机矢量控制系统存在强耦合性、时变性和非线性的复杂特性。传统的控制调节难实现理想的控制效果。将模糊控制和PID控制技术相结合，应用到交流异步电机调速控制系统中，可以获得良好的动态特性和静态特性，满足控制系统的高性能要求。关键词：交流异步电机；模糊控制；PID；矢量控制中图分类号：TP273．5文献标识码：B文章编号：1671—4962(2014)04—0040—02异步电机结构

2、简单、价格低廉，广泛应用于石2PID控制设计油化工企业。但电机的驱动系统是非线性、强耦在交流三相异步电动机的矢量控制系统中，合和随时间变化的控制对象，导致大扭矩交流感将得出的转速值与参考值相比，通过PI调节的转应电机难以得到有效的控制。模糊控制系统，可矩电流参考值，参考电流i和i⋯再经过电流环以应用在交流电机矢量控制系统上。而模糊PID的PI调节实现电流捕捉。PI调节输出信号再经过控制技术结合了模糊控制和PID控制两者的特点，SVPWM逆变器的功率放大和变换，以电流形式反既可以得到较好的动态特性又能有效消除静态误作用于电机，以得到理想转速。差。在模糊PID控制系统中，采用自调整PID的控

3、1PID控制制算法，其仿真线路设计见图2。PID控制的算法和数学模型简单、可靠，广泛的应用于工业过程控制领域。在实际中经常会遇到滞后性、时变性、非线性的复杂系统。其中有些参数是未知的或变化缓慢的，一些参数存在滞后和随机干扰，有的无法获得精确的数学模型，导图2PID控制仿真设计致常规PID控制达不到理想的控制效果。而把模糊控制和PID控制相结合，产生的新型智能控制系该调节系统的控制思路是根据转速误差的大统，即模糊PID控制系统，它具有模糊控制灵活性小及变化趋势的特性，通过PID控制模块进行逻辑和适应性强的优点，还具有PID控制精度高的特运算做出相应的决策，在线整定PID的参数，从而性。常规

4、PID控制是线性控制，系统通过分析系统得到比普通PI更佳的控制效果。根据各模糊子集的状态，智能调节参数，模糊PI控制原理见图1。的隶属度赋值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，查修正参数，完成对PID参数的在线校正，对PID控制器的调节进行实时优化，使转速的动态响应得到改善。3仿真分析给定异步电动机的各项参数：额定功率P=图1模糊PI控制原理600W，额定相电压V=128V；极对数p=2；定子电模糊PID控制的主要方式是找出不同时段的阻R=4．578Q；转子电阻为5．417Q；定子电感L=PID的参数与E和Ec之间的模糊关系，不断监测E0．174H；转子电感为

5、0．163H；互感为0．145H；转动和Ec，根据模糊控制原理来对参数进行在线修改，惯量J=0．00095kg·In。电流控制器滞环宽度h=以满足不同的E和Ec对控制参数的不同要求]，从0．2A；直流母线电压为350V；系统中积分器与传而使被控对象具有良好的动、静态特性。递函数离散化采样周期为2s。设定转速控制器学兔兔www.xuetutu.com2014年第4期刘景文．模糊PID控制技术在交流异步电机上的应用41kp=10，k,=26，ka=10。对电机矢量控制进行建模，对由图3可见，调节时间为240ms，超调量为交流异步电机进行空载变速及恒速加载运行仿10％；图4显示，调节时间为19

6、0ms，超调量为0。真，分别用传统PID和模糊PID对电机转速进行控可见模糊PID控制的动态性能优于传统的PID控制。制，它可以在较短的调节时间内达到无超调输出。传统的PID控制的单位阶跃响应曲线见图3；4结束语模糊PID控制算法的单位阶跃响应曲线见图4。模糊PID控制与传统PID控制相比，具有稳定性强、算法结构简便、适应性高、灵活性强等特点。模糊PID控制将模糊控制的特点有机的应用到了PID参数调节技术中来，实现了最佳系统控制。它不需要被控系统建立复杂的模型，就可以在线监视系统的运行状态，并随时对PID参数进行整定，能够针对电机运行的不同状态，赋予最合适的控制参数，从而改善电机的动态特

7、性。参考文献：[1]杨耕，罗应力．电机与运动控制系统[M]．北京：清华大学出版社，2006：62—64．图3传统PID控制算法单位阶跃响应[2]党建武，赵庶旭，王阳萍．模糊控制技术[M]．北京：中国铁道出版社2007：19～23．[3]李永东．交流电机数字控制系统[M]．北京：机械工业出版社，2002：38—40．[4]王成元．电机现代控制技术IM]．北京：机械工业出版社，2010：22—23．[5]周扬忠，胡育文．交流电动机直接转