ipmsm調(diào)速系統(tǒng)的快速免疫模糊控制器
劉 剛1，李華德2，楊麗娜3
（1河南工業(yè)大學信息科學與工程學院，鄭州450001；2北京科技大學信息工程學院北京100083；3解放軍信息工程大學技術(shù)學院，鄭州450004）
摘要：針對模糊控制器在內(nèi)置式永磁同步電機調(diào)速控制系統(tǒng)應(yīng)用中計算負荷過重的缺陷，提出了一種基于免疫模糊控制器的調(diào)速系統(tǒng)方案首先設(shè)計了模糊控制器，然后引入混沌思想來改進的免疫優(yōu)化算法，進而對模糊控制囂參數(shù)進行優(yōu)化這種控制器計算負荷小，適合實際應(yīng)用，實驗研究驗證了該算法的可行性和有效性，
關(guān)鍵詞：永磁同步電機；免疫算法；模糊控制；混沌優(yōu)化
中圖分類號：tm351；tm341 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848(2010)05-0049-04
0引 言
內(nèi)置式永磁同步電機因其具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、維修簡便、轉(zhuǎn)矩慣性比高、可靠性高等特點，在現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。ipmsm是一典型的非線性多變量耦合系統(tǒng)，線性控制難以滿足高控制性能的要求。加之存在一些不可預(yù)見的干擾和電機運行過程中溫度的變化對電機參數(shù)影響，另外電機負載一般都不精確，甚至是未知的，如何有效地控制電機一直是困擾工程師的難題。通常，高性能的調(diào)速系統(tǒng)要求快速準確的響應(yīng)、抗擾性強、快速跟蹤。傳統(tǒng)的控制器（pi、pid控制器）和各種自適應(yīng)控制器（參數(shù)自適應(yīng)控制器，滑�？刂破�，變結(jié)構(gòu)控制。
北京市自然科學基金項目對速度、參數(shù)變化和負載擾動階躍變化非常敏感。然而ipmsm難以獲得精確的電阻參數(shù)，導(dǎo)致這些控制器的設(shè)計復(fù)雜。由于電流和轉(zhuǎn)速的非線性鵝合，以及磁飽和導(dǎo)致的非線性，使得ipmsm調(diào)速控制再一次變得復(fù)雜。
因為ipmsm這些非線性特性，高性能的智能控制引起人們特別的關(guān)注。模糊控制器超過常用控制器的主要優(yōu)點是其不需要實際系統(tǒng)的數(shù)學模型，并且能處理復(fù)雜的震動模型。最近一些年，應(yīng)用模糊算數(shù)的調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)。然而，多輸入、多函數(shù)、多規(guī)則的常規(guī)模糊控制器的實時應(yīng)用時，卻面對著大量計算的缺點。本文主要是針對ipmsm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計新型模糊控制器，克服處理ipmsm系統(tǒng)的計算負荷問題。
1 ipmsm的模糊控制策略
1.1數(shù)學模型
建立ipmsm的電磁一機械數(shù)學模型之前，做·如下假設(shè)：忽略鐵心飽和，不計渦流和磁滯損耗；永磁材料的電導(dǎo)率為零；轉(zhuǎn)子上沒有阻尼繞組；相繞組中感應(yīng)電動勢波形為正弦。
定子電壓方程
電磁轉(zhuǎn)矩方程
電動機的運動方程
根據(jù)式(1)~式(4)的電機模型，控制d-q軸的電流即可以完成調(diào)速任務(wù)；進而可以保持i。=o，控制i0來控制轉(zhuǎn)速。因此ipmsm模型可以寫為：
1.2模糊控制
采用模糊控制的ipmsm系統(tǒng)矢量控制示意圖，如圖l所示。圖中模糊控制器控制輸出量。
λ(k)為k時刻i的增量,在每一次采樣時間,通過以下步驟,計算λ(k)的值.
(1)在每一個采樣時間計算轉(zhuǎn)速差a和轉(zhuǎn)差加速度a(k)。a（k）的函數(shù)表達式為
|
