[发明专利]一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法

权利要求书

1.一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：

步骤1：根据光纤电流互感器闭环控制系统结构参数确定模糊PID控制器初始化参数值；

步骤2：根据模糊PID控制器初始化参数值，建立模糊控制规则表；

步骤3：对步骤2的模糊控制规则表，去模糊化，得到参数可随外界环境变化的PID控制器。

2.根据权利要求1所述一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法，其特征在于，所述步骤1的初始化参数值具体为输入量的模糊集合和隶属函数、输出量的模糊集合和隶属函数。

3.根据权利要求1所述一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法，其特征在于，所述步骤1具体为，设e(k)、ec(k)分别为第k个解调周期内的解调电流差值和解调电流差值变化率，根据e(k)、ec(k)的模糊量化值经模糊推理可得本解调周期内的控制参数调整量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d；输出调整后的PID控制参数K_p、K_i、K_d；具体的模糊控制输出参数计算方法为：

式中，K_p0、K_i0、K_d0为PID控制器初始化参数值；式(1)中各参数的模糊子集均为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，分别划分为负大量NB，负中量NM，负小量NS，零ZO，正小量PS，正中量PM，正大量PB这7个量化等级。

4.根据权利要求3所述一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法，其特征在于，设置输出PID控制参量的隶属函数为三角型，其函数表达式为：

输入量的隶属函数为高斯型，其函数表达式为：

μ(x)＝exp{-[(x-a)/b]²} (3)。

5.根据权利要求1所述一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法，其特征在于，所述步骤2根据光纤电流互感器闭环控制系统结构参数，分别将输入输出的所有组合参数输入至FPGA上的模糊控制器模型中，获得模糊控制规则表。

6.根据权利要求1所述一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法，其特征在于，所述步骤2在对输入量e和ec进行模糊量化后，还需根据相应规则库进行模糊推理，即根据输入模糊量化值推理出系统输出控制参量调整值ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d，最终输出本解调周期的PID控制参数K_p、K_i、K_d。模糊推理过程基于系统长期调试和运行经验所建立的模糊规则。

7.根据权利要求1所述一种基于模糊控制的光纤电流互感器闭环控制系统的设计方法，其特征在于，所述步骤2中的去模糊化具体为，采用重心法将推理得到的模糊化控制参数转化为准确的控制参数；具体的重心法计算公式为：

式(4)中，输出U₀为去模糊化后得到的准确控制参数；μ(U_i)为U_i的隶属度值。