【正文】 統(tǒng)的工作特點，當偏差和偏差變化率同時變號時，控制量的變化也應變號。由此最終可確定出整個控制過程的所有控制規(guī)則，形成一個模糊控制狀態(tài)表。 對于輸入的偏差變化率，有：μ NS（ 2） =1 根據(jù) ZEE和 NSEC在模糊控制狀 態(tài)表中可查的 U=PS。 按以上方法，對論域 X、 Y 中全部元素的所有組合計算出相應的以論域 Z元素表示的控制量變化值，并寫成矩陣（ uij） 9 9,由該矩陣構(gòu)成的相應表格即為模糊控制器的控制表。 圖 5模糊控制表 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 6 7 7 7 7 7 7 7 4 3 1 0 0 0 5 7 7 7 6 6 6 6 3 2 1 0 0 0 4 6 6 6 5 5 5 5 3 1 1 0 0 0 3 6 5 5 4 4 4 4 2 1 0 1 1 1 2 6 4 4 4 4 4 4 1 0 0 1 1 1 1 5 4 4 3 3 3 1 0 0 0 1 2 3 0 4 4 3 1 1 1 0 1 1 1 2 3 3 1 2 2 2 1 0 0 1 2 2 2 3 3 4 2 2 2 1 1 0 1 3 3 3 3 3 3 5 3 1 1 1 0 1 2 4 4 4 4 5 5 6 4 0 0 0 1 1 3 5 5 5 5 6 6 6 5 0 0 0 1 2 3 6 6 6 6 7 7 7 6 0 0 0 1 3 4 7 7 7 7 7 7 7 以上四步的工作都是離線進行的，通常在求得控制表后，都把它存放到計算機的內(nèi)存中，并編制一個相應的查找控制表的子程序。 第三步： 以 xi和 yj查找控制表的行和列，可得輸出控制量的論域值 Uij。 由于單片機的內(nèi)存是按一維空間來存放數(shù)據(jù)的，并以地址來表示某一內(nèi)存單元來進行數(shù)據(jù)的存取，因此必須將一上 n m的二維矩陣以行存放方式，逐行第一次將矩陣元 素存入單片機內(nèi)存 ROM 中。由于勵磁電流保持不變，定子銅損 Pcu1 降 低并不明顯，因此電機效率和功率因數(shù)有較大幅度的降低。 但應注意端電壓也不能過分降低，為了保持同樣的輕載轉(zhuǎn)矩，當電壓和磁通過份降低時，轉(zhuǎn)子電流必然回升，這時， Pcu1 的降低程度就減少，甚至還會引起它們增大；此外過份降低電壓有可能使電機帶不動負載而產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)故障。 晶閘管是在半導體二極管三極管之后發(fā)現(xiàn)的一種新型的大功率半導體器件，它是一種可控制的硅整流元件，亦稱可控硅。將三對反并聯(lián)的晶閘管（或三個雙向晶閘管）分別接至三相負載就構(gòu)成了一個典型的三相交流調(diào)壓電路。 通過雙向晶閘管相位控制以實現(xiàn)降壓節(jié)能。當負載較大時其負載電流滯后于電壓的位移角即功率因數(shù)角 Ф 就小，也 就是功率因數(shù)高。通過檢測上述功率因數(shù)角Ф 的變化去控制晶閘管的導通角，亦即使負載大時導通角大，電動機的工作電壓高。 啟動的工作原理 軟啟動器設計的基本原理是以不同的速率增加晶閘管的導通角，使電機端電壓漸增，這樣，既可以大大減小啟動電流，又不影響啟動轉(zhuǎn)矩。 2． 1恒流軟啟動 我這里采 用了大功率晶閘管，而且使電機啟動時的啟動電流可根據(jù)工況的需要而預先設定并連續(xù)可調(diào)，并使電機在啟動電流始終維持在所設定的電流值，模糊控制電機軟啟動 10 避免了啟動沖擊電流。該電流在電動機接近 50%轉(zhuǎn)速前幾乎不變，這樣大的啟動沖擊電流會給電網(wǎng) 帶來不良影響（如當配電網(wǎng)容量不足或缺少足夠調(diào)節(jié)能力時，大功率電動機啟動會引起嚴重的線路壓降）。但恒流軟啟動則可根據(jù)工況的需要將啟動電流設定在所需要的電流值上，啟動時該電流基本恒定。 電流 I 電流 I t 0 t 0 階躍恒流軟啟動 脈沖恒流軟啟動 圖 8 兩種特殊啟動方式 軟啟動電氣原理圖 以電機的負載電流作為取樣源，所取得的電流取樣信號用以控制電機的恒模糊控制電機軟啟動 11 流軟啟動，同時也用以作為電機過載保護缺相保護的輸入信號，這樣所取得的電流信號就同時要 控制電機軟啟動和過載保護。為此必須在控制時對電機的啟動和啟動完畢的正常行動加以區(qū)別，分別以上述不同的電流值在不同需要時進行分別控制，如下頁圖 9所示。 反饋電路 觸發(fā)電路 數(shù)字顯示 D/A 轉(zhuǎn)換 相序檢測 整形 檢測 電路 穩(wěn)速負反饋 A/D 轉(zhuǎn)換 單 片 機 模糊控制電機軟啟動 12 過載保護及缺相保護 當電動機的工作電流超過了 所設定的電流值后，控制電路將自動關斷晶閘管，使電動機停機。 三項電源中任一缺相或電機繞組斷線而引起缺相故障，晶閘管關斷使電機停止工作。 五、硬件電路的設計說明 硬件系統(tǒng) 圖 10 交流異步電動機軟啟動器結(jié)構(gòu)示意圖 圖 10 是整個系統(tǒng)硬件的 結(jié)構(gòu)示意圖 。按紐上面是顯示屏。運算放大器 LM324 把檢測到電動機啟動電流信號 Uiq變?yōu)?0~5V 電壓。這兩種信號在單片機內(nèi)進行模糊處理。D/A 轉(zhuǎn)換器 DAC0832 把 AT89C51 輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，再經(jīng)運算放大器 LM324 變?yōu)?0~10V 電壓信 號 Ua 作為雙向晶扎管觸發(fā)電路的控制電壓，用于控制觸發(fā)電路輸出脈沖的觸發(fā)角 a。 Uig由鍵盤輸入 Ua Uiq LM324 圖 11 硬件電路框圖 在整個系統(tǒng)中，選用了國外進口的雙向可控硅模塊，并要求其反壓大于1200V，工作電流 為被控電機額定電流的 2 倍。 驅(qū) 動 控 制 系 統(tǒng) 工 作 狀 態(tài) 設 置 單 片 機 系 統(tǒng) ADC 0809 AT89C51 DAC 0832 驅(qū)動 電路 模糊控制電機軟啟動 14 圖 12 系統(tǒng)控制流程圖 圖 12 是系統(tǒng)控制流程圖。 可靠性及采取的相關措施 為了保證本控制器的質(zhì)量及其工作的可靠性，在整個設計過程中采取了下列措施。 ? 元器件的選?。罕局呖煽啃?，優(yōu)良性能的原則，盡量選取工業(yè)級。在工作電流、電壓和功率值上，相應地留有 1～ 3倍的余量。 ? 整機的散熱 ：由于采取了合理的整體布局，并利用風扇散熱就可以滿足要求。 該系統(tǒng)軟件需設計合理，運行可靠。程序流程圖如下圖 13。 軟件程序流程圖 13 A N A 清 e1單元 采樣系統(tǒng)輸出 Y 開始 初始化 啟動 0809 給定值→ R1 啟動 0809 檢測值→ R2 計算偏差 圓整→ R3 計算變化率 圓整→ R4 查控制表→ R5 R5+R6→ R7 R7≧ R0 啟動 0832 置 0 結(jié)束 模糊控制電機軟啟動 16 N 求 e ： e=R－ Y 求△ e: △ e=e－ e1 用 K K2對 e、△ e 進行量化計算，求出 e、△ e 對應的模糊量的倫域值 xi、 yj i=xi＋ 6， j= yj＋ 6 求 uij存放的表地址為 ： A(uij)= 表首地址＋ (i13＋ j) 查模糊控制表，取得 uij 控制量 u*=k3uij 輸出 u* e 送入 e1單元 采樣時間到 模糊控制電機軟啟動 17 部分程序清單（見附錄） 模糊控制電機軟啟動 18 七、小結(jié) 當前交流電動機軟啟動控制器尚屬剛剛起步階段，但由于它具備一系列優(yōu)點，將使其進一步得到 廣泛地應用。 八、參考資料 曹巧圓 單片機原理及應用 諸靜 模糊控制原理與應用 機械工業(yè)出版社 余永權(quán)、曾碧 單片機模糊邏輯控制 北京航空航天大學出版社 李鐵才、杜坤梅 電機控制技術(shù) 哈爾濱工業(yè)大學出版社 網(wǎng)絡信息 電氣自動化雜志 模糊控制電機軟啟動 19 九、附錄 部分程序清單 8155 作為顯示器的接口電路，用 8155 定時器定時，每隔 1 秒種依次讀出8155 內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)，送 LED顯示。 模糊控制電機軟啟動 38