模糊pid控制在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-06-22 22:26 本頁(yè)面
【正文】 同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)存在的問(wèn)題，可以尋求最優(yōu)的控制方法去解決這些問(wèn)題。然后對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的模糊控制進(jìn)行仿真。而在模糊控制器的控制下，調(diào)節(jié)時(shí)間快。 模糊控制規(guī)則表NBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPMPMPSZO ZONMPB PBPMPSPSZEZENSPMPMPMPMZONSNSZOPMPMPSZONS NMNMPSPSPSZONS NSNMNMPMPSPE NSNMNMNBNBPBZOZONMNMNMNBNB 模糊控制規(guī)則表NBNSNMZOPSPMPBNBBBNMNMPMNMZOZONMNBNBNMNSNSZOZONSNBNMNSNSZOPSPSZONMNMNSZOPSPMPMPSNMNSZOPSPSPMPBPMZOZOPSPSPMPBPBPBZOZOPMPMNMPBPB 仿真模型的建立在整個(gè)直流調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速環(huán)起主導(dǎo)作用，而電流環(huán)只是調(diào)節(jié)電流，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中轉(zhuǎn)速環(huán)選擇采用模糊控制器，可以建立如下的仿真控制模型。模糊控制器通常由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)構(gòu)成，控制過(guò)程為先由計(jì)算機(jī)采集被測(cè)參數(shù)的精確值，并同時(shí)將精確值值與結(jié)定值相比較后得出誤差，再將誤差的變化率作為模糊控制器的輸入變量。模糊控制也是以誤差和誤差變化率為輸入量，以此滿(mǎn)足參數(shù)子整定的要求。加入積分環(huán)節(jié)后可以改善系統(tǒng)的靜態(tài)性能。比例調(diào)節(jié)的作用不僅與偏差的產(chǎn)生有關(guān)系，而且更主要的是取決于比例增益的大小。在設(shè)計(jì)中對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)的調(diào)節(jié)都選擇采用調(diào)節(jié)器，這樣就可以更好的改善系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能。所以在直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中只用一個(gè)調(diào)節(jié)器很難實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速和電流的控制，所以必須選用兩個(gè)調(diào)節(jié)器，把轉(zhuǎn)速環(huán)定為外環(huán)，電流環(huán)為內(nèi)環(huán)。在本次設(shè)計(jì)中主要遵循轉(zhuǎn)速外環(huán)，電流內(nèi)環(huán)的原則。仿真觀察系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、電流響應(yīng)和設(shè)定參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響。2） 提高系統(tǒng)的抗擾性能 在設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)的設(shè)計(jì)都應(yīng)用調(diào)節(jié)器，如果系統(tǒng)中加入調(diào)節(jié)器，就可以提高系統(tǒng)的抗干擾性能，還可以對(duì)于電網(wǎng)電壓以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)產(chǎn)生的擾動(dòng)進(jìn)行抑制和調(diào)節(jié)，而且還可以加快調(diào)節(jié)時(shí)間。控制器也逐步發(fā)展為最簡(jiǎn)單、最實(shí)用的控制器。1)應(yīng)用范圍廣雖然許多工業(yè)過(guò)程是時(shí)變的或非線(xiàn)性的，但是我們只需通過(guò)對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)化就可以改變成動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化和基本線(xiàn)性的系統(tǒng)，這樣就可以達(dá)到的可控制。如果分為7個(gè)等級(jí)，則常選用正大、正中、正小、零、負(fù)小、負(fù)中、負(fù)大等7個(gè)語(yǔ)言變量值，在本論文中，用一下7個(gè)變量、來(lái)表示語(yǔ)言變量?？墒?，在生活中，人們得到的信息卻不是精確的，反而大多數(shù)都是模糊的，或者事實(shí)本身就很模糊。因此，從理論上講，一切具有模糊性的語(yǔ)言都可以稱(chēng)為模糊語(yǔ)言，在不同的條件下一種模糊概念可以代表不同的含義。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制的控制效果達(dá)到最佳狀態(tài)，就必須研究不確定性推理的規(guī)律，而模糊邏輯推理就是主要研究不確定性推理的重要方法之一。在推理得到的模糊集合中取一個(gè)最佳代表的這個(gè)過(guò)程就被稱(chēng)為精確化過(guò)程。為了使得任意物理量輸入都能夠映射到模糊集系統(tǒng)中去，即在所有論域內(nèi)的輸入量都可以與某一模糊子集相對(duì)應(yīng)，模糊子集的數(shù)目和范圍必須遍及整個(gè)論域。2)查找語(yǔ)言變量的賦值表，找出在與最大隸屬度對(duì)應(yīng)的模糊集合，該模糊集合就代表確實(shí)數(shù)的模糊化結(jié)果。2) 第二個(gè)問(wèn)題是模糊控制規(guī)則形成和推理。控制器的輸入被模糊化為一維關(guān)系，對(duì)于多輸入多輸出控制時(shí)，為維。模糊控制運(yùn)用模糊量，例如“長(zhǎng)短”“高矮”“胖瘦”“輕重”“大小”反映人類(lèi)的思維。依據(jù)專(zhuān)家或者是操作者的多年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)制定容易被人接受的模糊規(guī)則，然而這些規(guī)則便是控制的核心內(nèi)容。模糊控制主要是一種依靠模糊規(guī)則的控制。 模糊控制過(guò)程圖 ——模糊控制器在模糊控制中最重要的是模糊控制器的設(shè)計(jì)，人們根據(jù)大量的不精確的信息進(jìn)行模糊邏輯推理，將多次的控制經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)后得出更加有利于控制的結(jié)論和控制規(guī)則。最后將以上兩種調(diào)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出對(duì)于直流電機(jī)的最優(yōu)控制方法。與常規(guī)的控制系統(tǒng)相比較，很多復(fù)雜系統(tǒng)中的問(wèn)題都可以依靠模糊控制來(lái)解決，并可以達(dá)到更好的控制效果。模糊控制是指模糊理論在控制技術(shù)上的應(yīng)用。操作人員是在通過(guò)不斷的嘗試之后，積累大量的經(jīng)驗(yàn)，然后應(yīng)用這些經(jīng)驗(yàn)以及理論知識(shí)來(lái)確定對(duì)被控對(duì)象的策略及性能指標(biāo)的判據(jù)。還有工業(yè)系統(tǒng)中的模型相互之間有復(fù)雜多變的交叉耦合關(guān)系，使其模型變得更加復(fù)雜、難于求解和分析它的主要性能。但是直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一直利用其良好的調(diào)速性能占領(lǐng)著主市場(chǎng)，并且建立在反饋控制理論基礎(chǔ)上的直流調(diào)速原理也是交流調(diào)速控制的基本原理。 直流調(diào)速系統(tǒng)從開(kāi)環(huán)發(fā)展到閉環(huán)，從有靜差發(fā)展到無(wú)靜差，其中的關(guān)鍵是由運(yùn)算放大器等電子模擬電路所組成的調(diào)節(jié)器所起的作用。但是最主要是應(yīng)用在工作環(huán)境較差（溫度較低或者比較潮濕的工作環(huán)境下）、對(duì)控制器的價(jià)格、性能比要求較高的場(chǎng)合。因此，近幾年來(lái)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。雖然傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是轉(zhuǎn)速環(huán)控制的情況下，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間較長(zhǎng)而在轉(zhuǎn)速環(huán)模糊控制的情況下, 能使系統(tǒng)更快恢復(fù)到平衡狀態(tài), 且具有更小的轉(zhuǎn)速降。在論文中主要針對(duì)了電壓對(duì)傳統(tǒng)控制時(shí)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)性能下降的問(wèn)題, 提出了模糊控制的方法。這種控制方法主要是根據(jù)根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)的偏差和偏差變化率, 經(jīng)過(guò)模糊邏輯推理,然后對(duì)直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制后，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有明顯的提高。因此,本控制方法能夠保證系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)性能。隨著當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，它的產(chǎn)品質(zhì)量、性能、精度
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