電機(jī)軟啟動(dòng)自整定模糊控制器的研究與設(shè)計(jì)
解模糊使用的重心法,又稱(chēng)加權(quán)平均法。其解模糊公式如下:
4.3 模糊控制器參數(shù)自整定
在啟動(dòng)過(guò)程中遵循的自整定規(guī)則如下:
當(dāng)e和ec較大時(shí),縮小K1和K2,降低對(duì)大偏差的分辨率,減少偏差,縮短過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。當(dāng)e和ec較小時(shí),系統(tǒng)已接近穩(wěn)態(tài),這時(shí)應(yīng)增大K1和K2,提高系統(tǒng)對(duì)小偏差的分辨率,提高控制的靈敏度;當(dāng)誤差e較大,且與誤差變化ec符號(hào)相反時(shí),應(yīng)適當(dāng)增大控制器k3的大小。當(dāng)誤差e較大,且與誤差變化ec符號(hào)相同時(shí),系統(tǒng)響應(yīng)正加速偏離設(shè)定值,為減小這種不利趨勢(shì),也應(yīng)適當(dāng)減小K3。系統(tǒng)響應(yīng)在設(shè)定值附近時(shí)(此時(shí)誤差e較小),為防止產(chǎn)生較大的超調(diào)或欠調(diào),K3應(yīng)該具有較寬的變化范圍。適當(dāng)減小比例因子以減小超調(diào)。經(jīng)過(guò)多次仿真和實(shí)驗(yàn),隨著偏差Ke和偏差變化率Kec的變化,K1、K2和K3分別按表5、6、7取值,可以得到理想的控制結(jié)果。
5 系統(tǒng)仿真與分析
利用MATLAB的Simulink和SimpowerSystems、FuzzyLogicToolbox等工具進(jìn)行的系統(tǒng)仿真。
5.1 仿真模型的建立
結(jié)合上述的方法建立的自整定模糊控制器仿真模型如圖4:
結(jié)合三相電源模塊、同步環(huán)節(jié)模塊、脈沖發(fā)生環(huán)節(jié)模塊、三相交流調(diào)壓環(huán)節(jié)模塊以及控制環(huán)節(jié)得到整體軟啟動(dòng)仿真模型如圖5。
將采用傳統(tǒng)PID控制器獲得的響應(yīng)曲線和采用自整定模糊控制器獲得的響應(yīng)曲線對(duì)比可知,采用自整定模糊控制器獲得的控制效果更為理想,具體表現(xiàn)為:超調(diào)量較小、啟動(dòng)過(guò)程平穩(wěn),其輸出量幾乎和給定量達(dá)到重合。通過(guò)以上的對(duì)比可知,自整定模糊控制器的控制性能優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制的控制性能,同時(shí),也說(shuō)明了本文設(shè)計(jì)的自整定模糊控制器獲得了較好的控制效果。
6 小結(jié)
本章結(jié)合電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的特性在吸取自適應(yīng)和模糊控制算法各自?xún)?yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,介紹了限流軟啟動(dòng)自整定模糊控制器設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程;并對(duì)整個(gè)軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模,最后,利用MATLAB的power system模塊庫(kù)以及Simulink模塊庫(kù)建立仿真模型功能進(jìn)行了系統(tǒng)仿真,仿真結(jié)果表明,自整定模糊能夠在軟啟動(dòng)控制上取得較好的動(dòng)、靜態(tài)性能。
評(píng)論