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1、開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩模糊PI控制器設(shè)計(jì)ELECTRICDRIVE2010Vol.40No.l電氣傳動(dòng)2010年第40卷第1期開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩模糊PI控制器設(shè)計(jì)王勉華，梁媛媛（西安科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，陜西西安710054）摘要:針對(duì)模糊控制存在靜差的缺點(diǎn)，提出了模糊PI復(fù)合控制的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，以速度誤差及速度誤差變化為系統(tǒng)外環(huán)輸入,大偏差時(shí)采用模糊控制，小偏差時(shí)采用PI控制。外環(huán)的輸出變量為內(nèi)環(huán)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，送入60kW三相6/4結(jié)構(gòu)的幵關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)環(huán)。仿真結(jié)果表明,這種復(fù)合控制方法解決了常規(guī)控制方法因
2、電機(jī)數(shù)學(xué)模型難以精確確定而無法確定控制參數(shù)的問題，并克服了模糊控制存在靜差、無抗干擾能力的缺點(diǎn)，很好地解決了系統(tǒng)上升時(shí)間與超調(diào)的矛盾。關(guān)鍵詞:開關(guān)磁阻電機(jī);直接轉(zhuǎn)矩控制;模糊控制;模糊-比例積分控制中圖分類號(hào):TM352文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AFuzzy-PIControllerforDirectTorqueControlDriveSystemofWANGMian-hua.LIANG-(ElectricalandControlEngineeringCollege,Xi,anofT/Xi'anAbstractrThereis-intastrate
3、gyoffuzzy-PIcontrolofswitchedstrategyoffuzzyandPliscombinedtorealizethespeedspeederrorandspeederrorderivative,whiletheouterloopoutputistorquetheloopofthedirecttorquecontrolsystemtocontrol60kWthreephase6/4poleSRM.FortheouterloopJtadoptsfuzzycontrollerwhenthespeederrorisb
4、igzandadoptsPlcontrollerwhentheerrorissmall.Simulationresultsindicatethatthiscompoundcontrolstrategycansettletheparametereasi2ly,anditovercomesthesteady-stateerrorofspeedinclassicalfuzzycontroller,andtheparadoxbetweentheresponsetimeandovershootofspeedismanaged.Thesystem
5、hasagoodanti-interferenceperformance.Keywords:switchedreluctancemotor;directtorquecontrol;fuzzycontrol;fuzzy-Plcontrol1引言開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)融新型電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)于一體,兼有交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)和直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能好、控制電路簡(jiǎn)單、高效的特點(diǎn)，是一種性價(jià)比較高的無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。但是由于開關(guān)磁阻電機(jī)具有嚴(yán)重的非線性及變結(jié)構(gòu)、變參數(shù)等特點(diǎn)，常規(guī)固定參數(shù)的PI控制難以獲
6、得理想的控制性能指標(biāo)，并且控制參數(shù)由于沒有精確的數(shù)學(xué)模型而難以確定。模糊控制是目前工程領(lǐng)域應(yīng)用較多的一種智能控制方法，它把人的手動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為控制基金項(xiàng)目:陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(09JK586)策略，它不需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，而且動(dòng)態(tài)品質(zhì)優(yōu)于常規(guī)的控制方法［1］。但是雙輸入單輸出的模糊控制器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)PD調(diào)節(jié)器，靜態(tài)性能不好，存在靜差，為了克服這個(gè)問題，本文提出模糊PI復(fù)合控制方法，加入積分作用克服靜差。仿真結(jié)果表明，這種復(fù)合控制方法優(yōu)于常規(guī)單一的模糊調(diào)節(jié)器或者PI調(diào)節(jié)器。2開關(guān)磁阻電機(jī)工作原理三相(6/4)結(jié)構(gòu)
7、開關(guān)磁阻電機(jī)定轉(zhuǎn)子為雙凸極結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子無繞組/也無永磁體,定子極上有集屮繞組，對(duì)應(yīng)磁極的繞組相互串聯(lián)，形成A,B,C作者簡(jiǎn)介:王勉華(1953-),男，碩士，教授,Email:xkwang_mh@163.com51三相繞組。當(dāng)某相繞組通電吋，就產(chǎn)生一個(gè)使鄰近轉(zhuǎn)子極與該繞組軸線相重合的電磁轉(zhuǎn)矩,順序?qū)θ嗬@組通電，則轉(zhuǎn)子可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變通電次序，可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向，控制通電電流的大小和通斷時(shí)間，可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和速度。3模糊PI控制系統(tǒng)構(gòu)成開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)由控制器、功率變換器和SRM電機(jī)本體構(gòu)成,本文屮控制器采用雙閉環(huán)控制(如圖1所示
8、)，外環(huán)是速度環(huán)，內(nèi)環(huán)是轉(zhuǎn)矩環(huán)，其中速度環(huán)的作用是對(duì)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的參考轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)對(duì)轉(zhuǎn)矩誤差、磁鏈誤差和區(qū)間信號(hào)應(yīng)用直接轉(zhuǎn)矩控制原理進(jìn)行功率變換器的開關(guān)選擇［2］,選擇的開關(guān)信號(hào)用于控制功率變換器中開關(guān)元
