引言
随着计算机控制技术、电力电子技术的飞速发展,交流变频调速技术正以其优异的控制性能日益为工业界接受,可编程控制器作为一种可靠性的工业PC,也正以前所未有的速度在工业自动化领域迅速普及。在我国传统的钢铁冶金、交通运输、机械化工等各产业中,存在着大量的以继电器、接触器和直流调速为主的电气传动系统,这些系统存在硬件线路复杂、可靠性低、能耗大、生产维修量大等许多缺点,因此如何将PLC与交流变频调速技术相结合,对传统产业进行改造,是企业界正着力解决的问题。本文就某电机智能测控系统的PLC控制交流变频调速系统进行详细介绍。
模糊自校正PI控制器的设计
控制器设计的理论依据
在起动和负载变化阶段,控制系统的反应较慢。而模糊控制将专家的知识及现场操作人员的经验转化为控制策略,使模型难以确定的复杂系统得以有效的控制。在对象参数发生变化或受到外部扰动时,模糊控制仍能达到较为满意的控制效果。
因而与传统的控制方案相比,模糊控制具有较强的鲁棒性。但是模糊控制无法从根本上消除稳态误差,控制精度较低。而比例积分控制(PI)能够消除稳态误差,将模糊控制技术和传统的PI控制相结合,能够有效地解决模糊控制存在稳态误差的缺陷。目前较为广泛的是模糊控制与PI控制的串联或者模糊控制与PI控制相并联。但是参数固定的PI控制又一定程度上给系统带来了动态与稳态之间的矛盾,模糊控制的优势没有得到完全体现。本文提出的模糊自校正控制器使PI调节器参数跟随系统误差变化而动态变化,从而具备了模糊控制较强鲁棒性和PI控制削弱稳态误差的功能。
模糊控制原理及其应用
该模糊控制输入信号为速度偏差e和速度偏差变化率△e,输出信号为控制信号。变量的模糊子集为{正大,正中,正小,零,负小,负中,负大},相应的语言变量设定为{PL,PM,PS,ZO,NS,NM,NL}。
首先,把速度偏差及偏差变化率的实际范围作为输入论域,输出控制量的允许变化范围作为输出论域,而在论域中的元素隶属于某个语言变量值的隶属度用隶属函数表示,论域两端的隶属函数取半三角形的形状,其余则取三角形的形状。其次,在模糊化过程中取输入变量的实时值,即求速度偏差及偏差变化率的实时值。第三步是把输入变量的实时值和已定义的隶属函数进行比较组合,求出相应的模糊输入量。有了上面三个步骤后,再采用MAX-MIN推理合成算法进行模糊推理,并产生模糊输出结果。最后,将模糊输出结果清晰化,并采用PWM方式实现输出控制,在周期一定的条件下调节占空比,而占空比的实时值由模糊控制规则自动调节。