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          交流電機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法綜述

          作者: 時(shí)間:2009-09-01 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          模糊作為一種智能技術(shù),是模糊集合理論應(yīng)用的一個(gè)重要方面。其主要思想是吸取人類思維具有模糊性的特點(diǎn),通過(guò)模糊邏輯推理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多不確定性系統(tǒng)的有效。其設(shè)計(jì)核心是模糊控制規(guī)則和隸屬度函數(shù)的確定,其一般結(jié)構(gòu)如圖1所示。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/163605.htm

          模糊控制的不足之處:本身消除穩(wěn)態(tài)誤差的性能較差,難以達(dá)到較高的控制精度。目前,模糊控制在控制領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得一些成果,但仍存在有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題,如基于模糊控制的的穩(wěn)定性分析,如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性;模糊控制規(guī)則難以確定,對(duì)不同的和運(yùn)行環(huán)境,模糊規(guī)則需要分別設(shè)計(jì);缺乏系統(tǒng)而有規(guī)律的模糊規(guī)則設(shè)計(jì)方法等。
          2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
          人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是依據(jù)人腦生物微觀結(jié)構(gòu)與功能模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)而建立的模型,其主要功能是模擬人腦的思維方式丁作,具有自學(xué)習(xí)、并行處理和自適應(yīng)等能力。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)秀的學(xué)習(xí)和非線性逼近能力,提出許多基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方案,從而改善系統(tǒng)的收斂性、穩(wěn)定性和魯棒性等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在調(diào)速領(lǐng)域中應(yīng)用的一個(gè)主要問(wèn)題是比較復(fù)雜,大多以仿真形式實(shí)現(xiàn),控制效果有待于在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)一步檢驗(yàn)。但與其他比較成熟的學(xué)科相比,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論還很不成熟,如計(jì)算較復(fù)雜,計(jì)算量大,難以滿足實(shí)際控制要求,訓(xùn)練學(xué)習(xí)時(shí)收斂性問(wèn)題等。
          2.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制
          滑模變結(jié)構(gòu)控制根據(jù)被調(diào)量的偏差及導(dǎo)數(shù),有目的地使系統(tǒng)沿著設(shè)計(jì)好的“滑動(dòng)模態(tài)”的軌跡運(yùn)動(dòng),與被控對(duì)象的參數(shù)和擾動(dòng)無(wú)關(guān),因而使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性。一般來(lái)說(shuō),它根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)選擇兩個(gè)控制輸入之一,相當(dāng)于系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu),即使非線性對(duì)象快速到達(dá)預(yù)定的所謂“開(kāi)關(guān)面”(也稱“滑動(dòng)面”),并使其沿著該開(kāi)關(guān)面滑動(dòng),這時(shí)稱系統(tǒng)處于滑動(dòng)模態(tài)(Sliding Mode)。然而并不是所有系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制,設(shè)計(jì)時(shí)必須先判斷滑動(dòng)模是否存在。理想的滑模變結(jié)構(gòu)控制可以使對(duì)象在滑動(dòng)面上平滑運(yùn)動(dòng),但是實(shí)際上由于器件存在延時(shí)和滯環(huán).所以系統(tǒng)進(jìn)入滑動(dòng)態(tài)后不可避免地會(huì)出現(xiàn)抖振(Chattering),即在滑動(dòng)面附近高頻顫動(dòng)。這可能引起設(shè)備毀壞等事故。因此,在交流中如何削弱抖動(dòng)而又不失強(qiáng)魯棒性,是目前研究的主要問(wèn)題。
          2.5 反饋線性化控制
          反饋線性化就是通過(guò)非線性反饋或動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒▽⒎蔷€性系統(tǒng)變?yōu)榫€性系統(tǒng),然后再按線性系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)控制器完成系統(tǒng)的各種控制目標(biāo)。然而,非線性系統(tǒng)反饋線性化理論是采用坐標(biāo)變換及狀態(tài)或輸出反饋矯正非線性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性,如果單純地對(duì)線性化系統(tǒng)進(jìn)行魯棒控制器設(shè)計(jì),并不一定能得到滿意效果。另一方面,非線性系統(tǒng)反饋線性化方法要求參數(shù)精確已知或可被精確測(cè)量和觀測(cè)。但在運(yùn)行中參數(shù)會(huì)發(fā)生變化,這些都不可避免影響系統(tǒng)的魯棒性,甚至?xí)瓜到y(tǒng)性能變壞。
          2.6 自適應(yīng)控制
          自適應(yīng)控制是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中不斷提取有關(guān)模型信息,該根據(jù)新的信息調(diào)整,它是克服參數(shù)變化影響的有力手段。自適應(yīng)可看成有兩個(gè)閉環(huán)(圖2),一個(gè)是常規(guī)由控制器與被控對(duì)象組成的反饋環(huán);另一個(gè)是控制器的參數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)。

          自適應(yīng)控制在交流電機(jī)控制中主要問(wèn)題是提高系統(tǒng)魯棒性,以克服參數(shù)變化和各種擾動(dòng)的影響。采用的主要方法是自適應(yīng)控制如參數(shù)辨識(shí)自校正調(diào)節(jié)、模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)(MRAS)。其中,MRAS理論比較成熟,無(wú)需對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型,只要找到一個(gè)合適的參考模型即可,其關(guān)鍵問(wèn)題是設(shè)計(jì)自適應(yīng)參數(shù)調(diào)整規(guī)律,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)使誤差信號(hào)趨于零。而模型參考自適應(yīng)應(yīng)用于反饋信號(hào)估計(jì)(如磁鏈、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等)問(wèn)題。但是辨識(shí)和校正需要有一個(gè)過(guò)程,對(duì)于較慢的參數(shù)變化,具有校正作用;而對(duì)于較快的參數(shù)變化,就難以獲得好的動(dòng)態(tài)效果。



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