模糊PI控制在变频调速闭环系统中的应用.docx

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1、模糊PI控制在变频调速闭环系统中的应用网络转载导语：随着计算机控制技术、电力电子技术的飞速开展，沟通变频调速技术正以其优异的控制性能日益为工业界承受，可编程控制器作为一种可靠性的工业PC，也正以前所未有的速度在工业自动化领域迅速普及引言随着计算机控制技术、电力电子技术的飞速开展，沟通变频调速技术正以其优异的控制性能日益为工业界承受，可作为一种可靠性的工业PC，也正以前所未有的速度在化领域迅速普及。在我国传统的钢铁冶金、交通运输、机械化工等各产业中，存在着大量的以继电器、接触器和直流调速为主的电气传动系统，这些系统存在硬件线路复杂、可靠性低、能耗大、消费维修量大等很多缺点，因此怎样将与沟通变频调

2、速技术相结合，对传统产业进展改造，是企业界正着力解决的问题。本文就某智能测控系统的PLC控制沟通变频调速系统进展具体介绍。模糊自校正PI控制器的设计控制器设计的理论根据在起动和负载变化阶段，控制系统的反响较慢。而模糊控制将专家的知识及现场操纵人员的经历转化为控制策略，使模型难以确定的复杂系统得以有效的控制。在对象参数发生变化或者受到外部扰动时，模糊控制仍能到达较为满足的控制效果。因此与传统的控制方案相比，模糊控制具有较强的鲁棒性。但是模糊控制无法从根本上消除稳态误差，控制精度较低。而比例积分控制(PI)可以消除稳态误差，将模糊控制技术和传统的PI控制相结合，可以有效地解决模糊控制存在稳态误差的

3、缺陷。目前较为广泛的是模糊控制与PI控制的串联或模糊控制与PI控制相并联。但是参数固定的PI控制又一定程度上给系统带来了动态与稳态之间的矛盾，模糊控制的上风没有得到完全表达。本文提出的模糊自校正控制器使PI调节器参数跟随系统误差变化而动态变化，进而具备了模糊控制较强鲁棒性和PI控制削弱稳态误差的功能。模糊控制原理及其应用该模糊控制输入信号为速度偏向e和速度偏向变化率e，输出信号为控制信号。变量的模糊子集为正大，正中，正小，零，负小，负中，负大，相应的语言变量设定为PL，PM，PS，ZO，NS，NM，NL。首先，把速度偏向及偏向变化率的实际范围作为输入论域，输出控制量的允许变化范围作为输出论域，

4、而在论域中的元素隶属于某个语言变量值的隶属度用隶属函数表示，论域两端的隶属函数取半三角形的外形，其余那么取三角形的外形。其次，在模糊化经过中取输入变量的实时值，即求速度偏向及偏向变化率的实时值。第三步是把输入变量的实时值和已定义的隶属函数进展比拟组合，求出相应的模糊输入量。有了上面三个步骤后，再采用MAX-MIN推理合成算法进展模糊推理，并产生模糊输出结果。最后，将模糊输出结果明晰化，并采用PWM方式实现输出控制，在周期一定的条件下调节占空比，而占空比的实时值由模糊控制规那么自动调节。控制器的参数校正模糊自校正控制器是由模糊控制器、PI调节器、参数整定环节和估测器四个根本局部组成。模糊控制器和

5、PI调节器根据校正的参数对经过对象进展控制，参数整定环节根据系统误差的动态变化对PI调节器进展参数校正。该模糊自校正控制系统的运行经过就是模糊自校正控制器不断采样、校正，直至系统到达并保持期望的控制性能指标。PI调节器的参数校正原那么：在控制的起始阶段取较小的PI调节器校正参数；当模糊控制到达根本稳定时，根据系统误差逐渐增大PI调节器的校正参数，以获得平稳的上升并消除误差；当整个系统已根本稳定时，那么根据系统要求和误差适当减小PI调节器的校正参数。变频调速系统的组成及主程序框图变频调速系统框图如图1所示。本系统采用三菱公司的FX2NPLC作为速度调节器，它把给定信号与编码器输出脉冲信号的量化值

6、进展比拟，获得误差e，通过具有参数自整定的PID算法，得到所需调节值，将此值送入D/A转换变为模拟信号，再送至变频器的模拟电压输入端，控制变频器频率，进而控制电机的转速。系统的主程序框图如图2所示。为了使电机稳定性好，响应速度快，必须正确选择系统的比例、积分、微分等参数。本系统利用PLC的高速运算及判定才能，由PID算法子程序计算出控制量UR，对扰动作出动态调节，使得稳态误差最小。实验结果及结论在该电机控制系统调试经过中，对11kW/15kW直流电动机-沟通发电机机组进展启动实验，给定速度为1500转/分钟，系统能很快跟踪给定速度，反响性能良好。在突加负载的情况下，系统能快速自动调节，恢复时间约为0.6s，其转速特性曲线如图3所示。本系统充分利用了变频器的多种控制功能，用编码器准确测速，控制算法采用了参数自整定PID算法，实现了准确的变频调速闭环控制。实验数据说明，该系统能对电机转速实现准确控制，实用性强，具有一定的推广价值。