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基于模糊PI控制的推进电机调速研究-硕士论文
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2016-05-04
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常规PI控制算法是工业控制领域中应用最广的一种算法,该算法简单,适应性强,具有一定的鲁棒性,能够满足一般生产过程的要求。但它的控制质量还存在一些问题,如在某一状态下整定为最优的一组PI参数在另一种状态下不一定是最好的,对非线性特性负载控制效果不是很理想。本文引入模糊PI控制器并将其应用到交流推进电机调速系统中去,期望改善调速系统的动态和稳态性能。
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分类号 密级
U D C
硕士学位论文
基于模糊PI控制的推进电机调速研究
学位申请人:马 磊
学科专 业:电力电子与电力传动
指导教 师:林 桦 教授
论文答辩日期 学位授予日期
答辩委员会主席 评阅人
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering
Research on Propulsion Speed-regulated System
Based on Fuzzy-PI Controller
Candidate : Ma Lei
Major : Power Electronics and Electric Drive
Supervisor : Prof. Lin Hua
I
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, 430074, P. R. China
April, 2006
摘 要
常规 PI 控制算法是工业控制领域中应用最广的一种算法,该算法简单,适应性
强,具有一定的鲁棒性,能够满足一般生产过程的要求。但它的控制质量还存在一
些问题,如在某一状态下整定为最优的一组 PI 参数在另一种状态下不一定是最好的,
对非线性特性负载控制效果不是很理想。本文引入模糊 PI 控制器并将其应用到交流
推进电机调速系统中去,期望改善调速系统的动态和稳态性能。
本文以交交变频同步电机调速系统为研究对象,对其所带非线性负载—螺旋桨
进行了研究,并进行分段线性化处理,建立了基于常规 PI 控制算法的调速系统的数
学模型,为系统的仿真研究及性能改善奠定了基础。
本文确定了模糊 PI 控制为本课题的控制策略,确立了模糊 PI 调节器的控制规则,
并在此基础上建立了基于模糊 PI 控制器的推进电机调速系统数学模型。通过对系统
进行仿真实验,在螺旋桨启动、反转性能,系统突加、突减负载抗干扰性能以及对
系统参数灵敏度等方面与常规 PI 控制器进行了系统的比较 。仿真结果表明,模糊
PI 控制器具有常规 PI 控制器所无法比拟的优越性。
利用数字信号处理器(DSP)实现了调速系统的模糊 PI 控制器,并进行了软件
编程和调试,取得了和仿真相一致的结果,验证了控制方案的优越性,这对进一步
研究模糊 PI 控制器在其他领域的应用具有重要意义。
II
关键词:同步电动机;模糊 PI 控制器;推进系统;调速系统;螺旋桨
Abstract
The general PI control method is widely applied in the field of industrial process. The
method is simple, adaptable and it can meet with the demands of the general industrial
control process. But it has some problem in control characteristics, such as the parameter
of PI is the best in one status but not good in another status and the control characteristics
are not perfect to the object which is nonlinear. In this paper the fuzzy-PI control method is
introduced to the system of electrical propulsion to improve the dynamic and steady
characteristics.
This paper studies the AC/AC variable frequency converter speed-regulated system of
synchronous motor and the nonlinear object—propeller. Establish the mathematic models
on the base of piece-wise linearization of propeller.
That provides the foundation for the simulation and improving the quality.
In this paper the fuzzy-PI control strategy is proposed, and the rules of the fuzzy-PI
controller are established. Basing on this the mathematic models of propulsion system is
established. Some comparisons are made about the propeller’s characteristics of start-up,
crash reversal, anti-interference and the sensitivity to the PI parameter through a series of
simulation. The simulation results show that the fuzzy-PI controller is much more
advanced than the traditional PI controller.
III
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zhengjun0123
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