基于模糊神经网络与pi控制异步电机位置控制系统

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1、电气传动2010年第40卷第4期EIECTRICDRIVE2010Vo1．40No．4基于模糊神经网络和PI控制的异步电机位置控制系统陶若冰(西安铁路职业技术学院电气工程系，陕西西安710014)摘要：提出一种用于异步电机位置控制的模糊神经网络(fuzzyneuralnetwork，FNN)控制器。其控制系统采用Sugeno型FNN和比例积分(proportionalintegrate，PI)控制进行构建。在进行试验测试之前，利用实验数据库和梯度算法对模糊神经网络进行在线训练。利用DS1104型DSP控制卡实现控制算法。利用该控制器对异步电机进行位置控制，在电机

2、施加非线性负载和发生参数扰动的条件下，对控制系统的功能以及鲁棒性进行测试，试验结果表明，该控制系统能够保证电机稳定有效的工作。关键词：模糊神经网络；比例积分；异步电机；矢量控制中图分类号：TP18文献标识码：APositionControlSystemofInductionMotorDriveBasedonFuzzyNeuralNetworkPIControllerTAORuo—bing(DepartmentofElectricalEngineering．Xi’anRailwayVocational&TechnicalInstitute．Xi’an710014，

3、Shaanxi，China)Abstract：Afuzzyneuralnetwork(FNN)controllerwhichisusedforpositioncontrolledofinductionmo—tordriVewasproposed．ASugenotypeFNNandaproportionalintegratecontrollerwasadoptedforthepro—posedcontrolsystem．Beforetheexperimentalstudies，theFNN—PIcontrollerwastrainedon—lineusingex—

4、perimentaldataS．DS1104digitalsignalprocessorcontrolcardwasusedtoimplementthecontrolalgorithm．TheproposedFNN—PIcontrollerwasusedforthepositioncontrolofinductionmotordrive．Theperformanceandtherobustnessofthecontrolsystemwastestedfornonlinearmotorloadsandparametervariations．Exper—imenta

5、lresultshowsthatthiscontrollerensuresstableandefficientworkoftheinductionmotor．Keywords：fuzzyneuralnetwork；proportionalintegral；inductionmotor；vectorcontrol的变化，利用遗传算法对PI控制器的输入、输出1引言参数进行补偿，能够实现电机的稳定运行。步进电机中速度和位置的精确控制对电机的本文中提出的异步电机矢量控制系统是基于稳定运行具有重要意义。当电机负载为非线性，Sugeno型FNN和PI控制方法构建而成，FNN

6、—PI而且存在外部扰动时，传统的控制方法不能进行中的模糊规则经过选择以便与传统的PI控制器兼稳定而有效的控制l_】]。FNN系统具有神经网络容。FNN—PI系统的输入变量为转子位置、位置的学习能力，能够实现模糊逻辑推理功能，在非线的导数和位置误差的积分，FNN与PI控制的结性系统的控制中得到广泛应用[2]。比例积分合具有较好的鲁棒性和自适应性，可以应对未知(PI)控制器是较为常用的位置控制方法]，但传的负载变化以及未知的不可避免的参数扰动。通统的P1控制建立在线性的数学模型之上，对于存在参数扰动和非线性负载的系统同样无法精确控过直接自适应控制法，利用梯度递减算法

7、和实验制。Wai等将滑模控制器和PI控制器结合起数据对FNN进行在线训练，并在训练后应用于来，利用FNN对PI控制器的输出进行补偿，取试验中。在电机施加非线性负载和发生参数扰动得较好的控制效果。Iin等l_6]通过检测电机转矩的情况下，对控制系统的性能以及鲁棒性进行测作者简介：陶若冰(1962一)，女，硕士，副教授，Email：taol962@gmail．tom54陶若冰：基于模糊神经网络和PI控制的异步电机位置控制系统电气传动2O1O年第4O卷第4期试，以验证控制方法的可行性。机位置跟踪。可以看出，在惯量发生较大变化时，控制系统显示出了良好的鲁棒性。图2b中电

8、机2试验装置处于额定惯量