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模糊控制方法在交流传动控制系统中的应用研究

作　者: 刘航
导　师: 徐杜
学　校: 汕头大学
专　业: 机电控制及自化动
关键词: 模糊控制 自调整方法 交流变频调速 速度伺服控制 位置伺 服控制
分类号: TM921.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要


本论文着眼于模糊控制特别是自适应模糊控制方法在交流传动控制系统中的应用研究。通过理论分析和仿真实验，探讨了模糊控制器各种不同参数和结构对系统控制性能的影响，提出了一种基于比例因子和规则因子自调整的自适应模糊控制方法（SAFC）。其中规则因子的调整根据误差和误差的变化进行，比传统的仅基于系统误差的自调整方法更符合系统响应特性，可获得更好的动静态控制性能。开发设计了一套基于PC的数字交流传动控制实验系统。该系统由于采用LabWindows/CVI软件开发平台和PCI-1200数据采集卡，不但简化了软、硬件设计，且功能完备、运行可靠。在上述的实验系统上，将常规模糊控制（GFC）、PID及SAFC方法应用于交流电动机的速度和位置伺服控制，通过大量实验研究，验证了所提出SAFC方法在交流变频调速系统中应用的有效性。此外，还对交流变频调速系统和交流伺服系统进行了比较，探讨了利用模糊控制方法提高交流变频调速系统性能的可行性。

全文目录


第一章 引言  6-10
  1．1 课题研究的背景和意义  6-8
    1．1．1 电气传动系统的发展趋势  6-7
    1．1．2 模糊控制在电气传动控制系统中的研究现状简介  7-8
  1．2 本论文课题所进行的工作  8-10
第二章 模糊控制系统的原理、设计与性能分析  10-24
  2．1 模糊控制系统的组成、原理和特点  10-14
    2．1．1 模糊控制系统的组成  10-11
    2．1．2 模糊控制系统的基本工作原理及开发工具  11-13
    2．1．3 模糊控制系统的特点  13-14
  2．2 模糊控制系统设计  14-21
    2．2．1 模糊控制器的结构设计  14
    2．2．2 隶属函数对系统控制性能的影响  14-16
    2．2．3 量化、比例因子对系统控制性能的影响  16-18
    2．2．4 模糊控制规则与模糊推理方法的选取  18-19
    2．2．5 输出控制量解模糊方法分析  19-21
  2．3 常规模糊控制器性能分析  21-24
    2．3．1 PI与PD型模糊控制性能比较  21-22
    2．3．2 常规模糊控制与PID控制性能比较  22-24
第三章 自适应模糊控制方法研究  24-39
  3．1 自适应模糊控制方法简介  24-27
    3．1．1 采用自适应模糊控制方法的原因  24
    3．1．2 自适应模糊控制器的结构与原理  24-25
    3．1．3 自适应模糊控制方法的研究现状  25-27
  3．3 自调整量化、比例因子模糊控制方法  27-31
    3．3．1 量化、比例因子自调整方法分析  27-28
    3．3．2 一种自调整比例因子模糊控制器设计与仿真  28-31
  3．4 自调整规则因子模糊控制方法  31-34
    3．4．1 带有多个规则因子的模糊控制方法分析与仿真  31-33
    3．4．2 全论域自调整规则因子模糊控制方法分析与仿真  33-34
  3．5 一种基于比例因子和规则因子自调整的自适应模糊控制方法及其控制器设计  34-39
    3．5．1 控制系统总体结构  34-35
    3．5．2 基于性能指标的比例因子自调整方法  35-36
    3．5．3 改进的全论域自调整规则因子方法  36-38
    3．5．4 仿真结果及分析  38-39
第四章 基于模糊控制方法的交流传动控制实验系统  39-69
  4．1 交流伺服系统及交流变频调速系统简介  39-41
    4．1．1 交流伺服系统的分类和基本结构形式  39-40
    4．1．2 交流变频调速系统简介以及同交流伺服系统的比较  40-41
  4．2 交流传动控制实验系统设计  41-47
    4．2．1 交流传动控制实验系统总体结构  41-42
    4．2．2 交流变频调速系统结构  42-45
    4．2．3 交流伺服系统结构  45-46
    4．2．4 传动及负载部分结构  46-47
    4．2．5 交流传动控制实验系统的开发软件  47
  4．3 基于模糊控制方法的交流电动机速度伺服控制  47-59
    4．3．1 SAFC速度控制器设计  48-50
    4．3．2 GFC、PID速度控制器设计及转速测量  50-51
    4．3．3 速度伺服控制实验系统软件设计  51-53
    4．3．4 实验结果及分析  53-59
  4．4 基于模糊控制方法的交流电动机位置伺服控制  59-68
    4．4．1 位置伺服控制实验系统结构  59-60
    4．4．2 位置控制器设计  60-61
    4．4．3 位置伺服控制实验系统软件设计  61-63
    4．4．4 实验结果及分析  63-68
  4．5 利用模糊控制方法提高交流变频调速系统性能的可行性  68-69
第五章 工作总结与研究展望  69-71
  5．1 工作总结  69-70
  5．2 研究展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力拖动（电气传动） > 交流传动系统
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