基于模糊的控制器? - 基于模糊控制的中壓異步電機(jī)軟啟動(dòng)控制器的研究

3.1 基于模糊的控制器?
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　　恒流軟啟動(dòng)最大的障礙，就是避免進(jìn)入轉(zhuǎn)矩和電流振蕩。通常采用閉環(huán)的pid控制實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的恒流軟起動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)是高階、非線性、強(qiáng)耦合的被控對(duì)象，所以普通的pid控制難以達(dá)到理想的控制效果，從而容易造成在輕載起動(dòng)過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)矩和電流的振蕩。模糊控制不依賴于精確的數(shù)學(xué)模型，而且集結(jié)了有經(jīng)驗(yàn)的專家的多年的控制經(jīng)驗(yàn)，因而可以實(shí)現(xiàn)較理想的控制。其原理圖如圖4所示。

圖4? 控制原理圖

　　選取起動(dòng)電流偏差e和偏差變化率ec作為模糊控制器的輸入量，e和ec均為精確的輸入值，要采用模糊控制技術(shù)就必須把它們轉(zhuǎn)換成模糊集合的隸屬函數(shù)。?
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　　把e的變化范圍設(shè)定為[-6，6]區(qū)間連續(xù)變化量，使之離散化，構(gòu)成含13個(gè)整數(shù)元素的離散集合：{-6，-5， -4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。e是在[0，ist]之間，通過(guò)變換：e=12/ist[x-(0+ist)/2]，將在[0，ist]之間變化的變量x轉(zhuǎn)換為在[-6，6]之間變化的變量e。同理，可將die/dt 的區(qū)間[0，20a/s]轉(zhuǎn)換為[-6，6]之間變化的量c；δu的區(qū)間[0，0.1]轉(zhuǎn)換為[-6，6]之間變化的量。然后取加權(quán)平均系數(shù)β=0.9， 根據(jù)：δu=βe+(1-β)ec即可得到e和ec一一對(duì)應(yīng)的模糊規(guī)則表。
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　　在實(shí)際運(yùn)行中，通過(guò)上述轉(zhuǎn)換后通過(guò)查表得到δu的模糊值，然后根據(jù)反模糊規(guī)則δu=uk×0.1/12+0.5，從而得到實(shí)際的輸出電壓u的值，通過(guò)移相觸發(fā)確定觸發(fā)角α。最后當(dāng)啟動(dòng)完成后，bang-bang控制，關(guān)閉開(kāi)關(guān)變壓器的開(kāi)關(guān)。

4? 試驗(yàn)及結(jié)論
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　　根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了試驗(yàn)，被控對(duì)象為1140v/85a的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速為970r/min。采用恒流軟起動(dòng)控制方案時(shí)的電流電壓波形由圖可見(jiàn)，圖5為直接啟動(dòng)時(shí)的電流曲線，空間啟動(dòng)沖擊較大；圖6為1.5倍額定電流啟動(dòng)電流電壓曲線，電壓上升平穩(wěn)，電流基本無(wú)沖擊，效果比較理想。比較好的解決了轉(zhuǎn)矩振蕩引起的電流振蕩問(wèn)題。

圖5? 直接啟動(dòng)的電流曲線

圖6? 1.5倍額定電流啟動(dòng)的電流電壓曲線

5? 結(jié)束語(yǔ)
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　　本文首先分析了在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的功率因數(shù)角變化的問(wèn)題，并把它作為一個(gè)參量考慮到變電壓軟啟動(dòng)中經(jīng)常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩震蕩和電流振蕩問(wèn)題。采用模糊控制算法，吸取專家經(jīng)驗(yàn)，閉環(huán)反饋電流，有效的解決了恒流軟啟動(dòng)中的振蕩問(wèn)題，得到了較理想的控制效果。