[发明专利]一种基于模糊补偿的电机转速控制方法

摘要

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。

主权项

1.一种基于模糊补偿的电机转速控制方法，其特征在于：模糊补偿有两个输入变量和一个输出变量，模糊补偿控制以上一刻的风速v(k‑1)为输入量1，模糊子集为{VL(很小),S(小),M(中),L(大),HL(很大)}，以二维模糊‑PI控制的输出电机转速值为输入量2，模糊子集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，以模糊补偿电机转速值Δβ为输出量，模糊子集为{BNB,SNB,BNM,SNM,BNS,SNS,ZO,SPS,BPS,SPM,BPM,SPB,BPB},输入/输出量的隶属度函数均采用三角函数，解模糊方法为平均法，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Δβ，并与二维模糊‑PI控制的输出电机转速值βu相加，作为风机运行风速的参考值βd，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；二维模糊‑PI控制，本发明所述二维模糊‑PI控制器是由二级模糊和PI组成的双模控制器，以空气粉尘浓度变化e和空气粉尘浓度变化率ec为输入量，电机转速值βu为输出值，输入/输出量模糊子为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，隶属度函数均采用三角函数，解模糊方法仍选择平均法，二维模糊‑PI控制结合了模糊控制鲁棒性好、抗干扰能力强、无需精确的数学模型和PI控制稳态精度高、能快速消除稳态误差的特点，两者形成优势互补，提高了系统的控制精度，二维模糊控制器能够严格地反映受控过程中输出量的动态特性，在控制效果上要比一维控制器好的多，而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；βu＝λ(x,α,c)βF+(1‑λ(x,α,c))βPI      (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。