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基于模糊逻辑的感应电机矢量控制系统仿真_论文

第 5期 ( 第 18期 ) 总 6   21 0 1年 1   0月 机 械 工 程 与 自 动 化  MEC HANI AL ENGI EE NG &  A r C   N m   U  0MA I T ON  No 5 .  Oc. t   文 章 编 号 :62 6 1 (0 )0 06 —3 17 —4 3 2 1 1— 190   1 基 于模 糊逻 辑 的感 应 电机 矢量 控 制 系 统仿 真  于  乐 ,董磊 书 ,毕心蕊      (.沈阳易讯科技股份有 限公 司,辽 宁 沈 阳 10 0 ;2 1     10 6 .沈 阳华风 能源 有限公 司,辽 宁 沈 阳 100 ;     10 2  3 .沈 阳市水表 计量站 ,辽宁  沈 阳 104 ) 1 1 1  摘要 :通过 对感 应电动机 动态电磁关 系的分析 ,引出 了感 应电动机的数学模 型和在  一 坐标系上的数学模    型表达 式,指 出了感应 电动机的模型是一 多变量 、强耦合 的非线性系统。将模 糊控制技术应用于感应 电机 的  变频调速 中,设计 了一种转速模糊控 制器 ,并 用 MA L B S l k对基 于模 糊控 制 的感 应 电机矢量 控制 系  T A /i i mu n 统进行 了仿真。仿真结果 表明 :对于感应 电机来说 ,模 糊控 制器 的控 制性能优 于常规的 PD控制器。 I   关键词 :感 应 电动机;矢量控制 ;模糊控制 ;仿真  中 图分 类 号 :' 14 T 3 19 1 3 6: P 9 .  5 文 献 标 识 码 :A   0 引 言    异步 电机通 过 矢量 变 换转 化 为等效 的直流 电机模  型 ,对直流量进行 控制 ,然后 通过反变换 将直流量变 回  交流量 ,这个过程就是异步 电机矢量控制的基本原理 。   矢 量控制 技术 和其 他 控制技 术 一样 ,都是 用来 改  善 异步 电动 机 的动态 特性 ,因此在 控制 过程 中必须 考  虑 电流 中暂 态 分 量 问 题 J 。建 立 的矢 量 控 制 系统 结  构 图如 图 1 示 。 图 1中 ,励磁 给定 电流 i’和 电枢  所   给定 电流  , 经反 旋转 变换 模块 职  得 到 i 和  ‘    , 再 经过 两相 /三相 变换 模块 计算 得 到 i 、 ’和 i’    i   。, 矢 量 控制 技术 由于实现 了感应 电机 的转 矩 电流 分  量和磁通分量之间的解耦控制 , 使得感应电机能够获  得与直 流 电机相 媲美 的调速性 能 。然 而 由于异 步 电机  是多 变量 、非 线性 、强耦 合 的 系统 ,并 且 在运行 过 程  中存 在参 数时 变 的特性 ,因此 ,很 难确 定其 精确 的数  学模 型 。再 者 ,常 规 PD控 制 器 不 能 有效 克 服 负载 、 I   模型参数的大范围变化及其非线性因素的影响 ,因而  在高性 能 、高 精度 场合 不能 满足要 求 。将模 糊 控制 器  直接用 于 电机 控制 可 以充分 体现模 糊控 制器 鲁棒 性 强  的特点 。   1 异 步 电机矢 量控 制原 理  然后 , 使其和频率信号 t 一同作用到变频器上 ,从而  o   实现 感应 电动 机 电流 的瞬 时控制 。   2 异步 电机矢量 控 制 系统数 学模型  在 推 导 异 步 电 机 数 学 模 型 时 ,作 如 下 假 设   :   标 系下 , 坐标 系  — 以 同步 转 速 t,   o 旋转 , 转子 转速 为  o转 t, 差为  = ,   一∞。 M轴 沿着 转子 总磁链 矢量  的  ①电机三相绕组对称 ;②忽略磁饱和 , 绕组 自感及互  感是线性 的;③忽略铁耗的影响。在以上条件下 ,列  出感 应 电机 在  — 坐标 系下 的数 学模 型 。   在  —  坐  方向轴 7 1 轴逆时针旋转 9 。即垂直于矢量 , 0, 的方向。   异步 电机在 M — 坐标 系下 的数 学模 型 为 :     m = R  + 。 m —n1 i +     ,L  时   / , L   甜=R “+     收稿 1期 : 0 1o —3 3 2 1.5 0 ;修 回 日 : 0 10 —5 期 2 1—5 1   作者简介 :于乐( 9 4 , , 18 一) 女 辽宁沈阳人 , 助理工程 师, 硕士 , 从事 自动控制方 面的研究 。 主要   +nlm /  +nl  m  J   L , L , ? l0 ? 7   机 械 工 程 与 自 动 化  2 1 年 第 5期  01 rq + ,  ̄,   , p,   ( c J  =L /   )    ( 。 ' l ’ = s m 得到 输 出 DU, DU进 行 积分运 算得 到速 度 调节 器 的  对 输 出  。 于 输 入 ee 和输 出 d 模 糊子 集 都 取为 7 对 、c  ,   运 动 方程 为 :   =  +  个 , 应 的 模 糊 语 言词 集 均 表 示 为 { B,N 对 N M,N , S  警,   r,   z,P ,P S M,P ,即 { B} 负大 ,负 中 ,负 小 ,零 ,正  小 ,正 中 ,正大 } ,隶 属 度 函数 选 取 三 角 形 分 布 。模  o   )1 ∞ s +  ∞  (  r 。 【/ t   , p 其中: 为同步旋转角速度 ;    ∞ 为转子 电气旋转角速  度 ; 为转 子机 械旋转 角 速度 ; 为转 差 角 速度 ;      尺 为  在 MA L B Sm lk环 境 下 建 立 模 糊 速 度 控 制  T A / iui n 定 子 电阻 ; 为磁极 对数 ; 为 电磁

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