模糊pid控制在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用-文庫(kù)吧資料
2025-07-13 15:02本頁(yè)面
【正文】 電流內(nèi)環(huán)起跟隨作用，使實(shí)際電流迅速跟隨給定值，以保持轉(zhuǎn)速的恒定。脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。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)。電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)只能限制電流的沖擊，避免出現(xiàn)過(guò)電流的現(xiàn)象。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?？刂苹芈返闹黧w是轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器，以及反饋濾波環(huán)節(jié)，將這幾部分拼接起來(lái)，即組成了晶閘管電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型。 搭建模型 在本次設(shè)計(jì)中主要使用MATLAB中Power System模塊來(lái)搭建直流電機(jī)模型。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。過(guò)載倍數(shù)，取電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)，轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)。峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。在系統(tǒng)調(diào)節(jié)的過(guò)程中，比例環(huán)節(jié)在反映速度控制過(guò)程中的偏差的同時(shí)還可以自動(dòng)按照比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，在最短的時(shí)間內(nèi)減小偏差?？刂破饕仓鸩桨l(fā)展為最簡(jiǎn)單、最實(shí)用的控制器。櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。2) 參數(shù)較易整定的參數(shù)，和可以根據(jù)控制過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)進(jìn)行參數(shù)整定。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)間變化和基本線性的系統(tǒng)，這樣就可以達(dá)到的可控制。有的時(shí)候在系統(tǒng)控制中也可以只有兩個(gè)參數(shù)，但是不管怎么操作它的比例控制單元是不可或缺的，那么我們有以下三個(gè)主要原因使用控制來(lái)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真由于控制用途廣泛、使用靈活，系列的產(chǎn)品已經(jīng)快要到成熟的地步。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。根據(jù)系統(tǒng)控制精度的要求不同，誤差、誤差變化率和控制量的變化量，可以選擇3個(gè)，7個(gè)，8個(gè)等級(jí)甚至更多。（1） Mamdani 模糊推理方法（2） Larsen 模糊推理的方法（3） TakagiSugeno 模糊推理算法（4） Tsukamoto 模糊推理算法在本次設(shè)計(jì)中，主要選擇Mamdani模糊推理方法，Mamdani模糊推理是模糊控制中普遍使用的方法，它本質(zhì)上是一種合成推理方法?？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。例如，前提：如果A，則B:如果B,則C。裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。自然語(yǔ)言的模糊性是由于使用率大量的模糊化詞來(lái)組成自言語(yǔ)言。扎德于19721974年間系統(tǒng)的建立了模糊邏輯理論，提出了模糊限定詞、語(yǔ)言變量、語(yǔ)言變量、語(yǔ)言真值和近似推理等概念，制定了模糊推理的規(guī)則，為模糊推理奠定了基礎(chǔ)。在模糊控制中最主要的是建立合適正確的模糊控制規(guī)則表。根據(jù)隸屬度函數(shù)的形狀、推理方法選擇合適的精確化計(jì)算方法。常用的精確化過(guò)程的方法主要有三種：賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。 精確化的過(guò)程通過(guò)模糊推理可以得到一個(gè)模糊集合或者是一個(gè)隸屬度函數(shù)，但是在控制系統(tǒng)中，只能是由確定值去控制驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。模糊化過(guò)程主要任務(wù)是定義域內(nèi)所有的語(yǔ)言值的隸屬度函數(shù)。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。 模糊化對(duì)于一個(gè)測(cè)量值可以對(duì)應(yīng)2個(gè)以上的模糊子集，即可以隸屬于“中”，也可以隸屬于“大”，知識(shí)隸屬的程度不同而已。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。從以上的三個(gè)問(wèn)題可以知道，模糊控制器的設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題就是模糊化過(guò)程、知識(shí)庫(kù)、推理決策和精確化。2) 第二個(gè)問(wèn)題是模糊控制規(guī)則形成和推理。銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。模糊輸出可以應(yīng)用合成推理規(guī)則進(jìn)行計(jì)算。是幾個(gè)維關(guān)系的組合，每個(gè)代表一條規(guī)則：。在理論上講，模糊控制器由維關(guān)系表示。模糊控制運(yùn)用模糊量，例如“長(zhǎng)短”“高矮”“胖瘦”“輕重”“大小”反映人類的思維。例如“小明很饑餓，則小明要多吃一些飯。依據(jù)專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。2) 適用于數(shù)學(xué)模型難以獲取、動(dòng)態(tài)特性不易掌握或變化非常顯著的對(duì)象。它直接采用了語(yǔ)言型控制規(guī)則，并且應(yīng)用了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的控制經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專家的理論知識(shí)，使得控制機(jī)理和策略易于被多數(shù)人接受與理解，最重要的是它的模糊控制規(guī)則設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于利用。1) 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。一般來(lái)說(shuō)，優(yōu)化模糊規(guī)則便可以對(duì)模糊控制的性能進(jìn)行改善。 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。模糊控制將該領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)轉(zhuǎn)化為某種數(shù)值運(yùn)算，是處理控制系統(tǒng)中不精確性和不確定性的一種有效的手段。熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。然后根據(jù)制定的模糊規(guī)則設(shè)計(jì)出合適的模糊控制器，將原先搭建的模型中的轉(zhuǎn)速環(huán)里的環(huán)節(jié)用模糊控制器代替，然后進(jìn)行調(diào)試。本設(shè)計(jì)主要是轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)的設(shè)計(jì)。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。①無(wú)需預(yù)先知道被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型②容易學(xué)習(xí)和掌握模糊邏輯控制方法（規(guī)則由人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)）③有利于系統(tǒng)知識(shí)的處理模糊控制系統(tǒng)中的控制邏輯更加接近于人類得思維。它用語(yǔ)言變量代替數(shù)學(xué)變量或他們兩者結(jié)合應(yīng)用；模糊控制的函數(shù)關(guān)系是用模糊條件語(yǔ)句的形式表達(dá)出來(lái)的，模糊控制是和人類學(xué)習(xí)有相似的地方和具有自適應(yīng)能力的控制系統(tǒng)。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫(huà)長(zhǎng)涼。由于種種控制問(wèn)題的出現(xiàn)和發(fā)展迫切需要一種更先進(jìn)的控制方法的出現(xiàn)。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)。因?yàn)槿四X可以對(duì)模糊事物進(jìn)行正確的識(shí)別與判斷，然后對(duì)問(wèn)題作出分析與解決，雖然這樣的識(shí)別與判斷的模糊手段看著似乎非常不確切，但是它就是可以達(dá)到精確控制的目的。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。在21世紀(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的工業(yè)發(fā)展對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的精度以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的自適應(yīng)能力
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