[发明专利]一种基于模糊补偿的电机转速控制方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊补偿和二维模糊‑PI的电机调速控制方法，包括模糊补偿控制，所述模糊补偿控制对风速的扰动给出合适的补偿电机转速值，与二维模糊‑PI控制的输出电机转速值相加，作为电机转速的参考值；二维模糊‑PI控制，所述二维模糊‑PI控制是由二维模糊控制和PI控制组成的双模控制，电机转速变化的范围较大时采用二维模糊控制，而较小时，则通过一个非线性函数平滑地切换为PI控制。本发明所述的一种基于模糊补偿和二维模糊‑PI的电机调速控制方法，既解决了在非线性电机调速系统中设计的难度，并且提高了系统的动静态特性，使输出的风速能够快速稳定在要求的附近，减小了输出风速受外界环境的干扰。

技术领域

本发明涉及电机转速系统控制技术领域，具体为一种基于模糊补偿和二维模糊-PI的电机转速控制方法。

背景技术

通过加大空气的流通，过滤空气中的粉尘来改善工厂空气质量的方法，得到了广泛的应用。电机转速控制可以改变空气流通速度，风机前端的过滤芯片可以过滤掉空气中的粉尘。所述控制方式通过调节电机转速，改变风速，从而改变空气流动的速度，通过过滤芯片过滤降低空气中粉尘浓度。

但是，电机调速是一个非线性系统，并且在空气过滤芯片的影响下，电机转速和实际风速之间还有相当大的范围，这大大增加了电机调速系统的控制难度。基于线性化风机模型而设计的传统PID控制方式，增加了系统的复杂性，降低控制器的性能。

模糊控制无需精确数学模型、强鲁棒性等优点，使得其在非线性系统控制领域得到了研究人员的青睐。目前，在电机调速控制方法的理论研究中，模糊控制及其与其他传统线性控制方式相结合的控制方式，已被广泛使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模糊补偿和二维模糊-PI的电机调速控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于模糊补偿和二维模糊-PI的电机调速控制方法，包括以下步骤：

首先，先介绍一下本发明所述模糊补偿控制。本发明所述模糊补偿控制可以有效的避免外界环境的干扰对风速变化的影响，对风速的扰动给出合适的模糊补偿因子，并与二维模糊-PI控制的输出电机转速值相加，作为风机运行风速的参考值，当风速降低时，模糊补偿控制输出为正，使电机转速值升高，反之，输出为负，使电机转速值降低，从而维持风速的恒定。

接着，再介绍一下本发明所述二维模糊-PI控制。本发明所述二维模糊-PI控制是由二维模糊控制和PI控制组成的双模控制，PI控制器是为了弥补模糊控制器在低速系统干扰小时，控制效果不佳的缺点而设计的，当风速变化的范围较大时采用模糊控制，而较小时，则通过下述函数平滑地切换为PI控制。

β_u＝λ(x,α,c)β_F+(1-λ(x,α,c))β_PI (1)

其中

式(2)中x为空气粉尘浓度变化值e,c为电机转速的低速值和中低速值的平均值，α为过渡区域切换系数，α越小，随着误差增大模糊控制的作用缓慢增大。

附图说明

图1为模糊补偿控制规则表；

图2为二维模糊-PI控制规则表；

图3为基于本发明所述方法设计的电机调速系统整体结构示意图。

图中：e空气粉尘浓度变化、ec空气粉尘浓度变化率、β_PI PI 控制输出的电机转速值、β_F模糊控制输出的电机转速值、β_u二维模糊-PI控制输出的电机转速值、Δβ补偿转速值、β_d电机转速参考值、β电机实际变化的转速值。

具体实施方式