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采用模糊控制器的感应电机直接转矩控制 詹波????????? 吴浩烈 (贵州工业大学电工系，贵阳：550003) 要 关键词 模糊控制；直接转矩控制；模糊规则推理 中国图书资料分类号 TP273.2；TP271.4；TM343 言 (DTC)是一种新型的高性能的交流调速传动控制技术，为了使其起动和转矩指令突变时响应速度更快，本文提出用模糊控制器来取代传统的施密特触发器以进一步提高系统的性能。 1 直接转矩控制简述 2 模糊控制器及系统构成 1。 ??????????????? 图1 磁链误差Eψs、转矩误差Ete和磁链角θ作为模糊控制器输入，其输出是逆变器开关状态n。系统结构见图2，这里采用ui ?????????????????????????????????????????????????????? 图2 A：根据DTC系统已有的控制经验，选取3个模糊变量。 (1)磁链误差Es=ψ*s-｜ψs 论域取为｛-3，-2，-1，0，1，2，3｝在其论域上定义3个模糊集：正(P)，零(Z)，负(N)，隶属度函数分布如图3。 3 图4 (2)转矩误差Ete=T*e-Te -6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6｝在其论域上定义5个模糊集：正大(PL)，正小(PS)，零(Z)，负小(NS)，负大(NL)，隶属度函数分布如图4。 (3)磁链角θ=-tan-1(ψds/ψqs) 12个模糊子集(θ112)，隶属度函数分布如图5。 5 图6 控制变量是逆变器的开关状态n，它是7个独立的开关状态。 B：模糊控制规则 Eψ，Ete，θ，n来描述，第i条规则Ri Ri：if Eψ is Ai, Ete is Biand θis θi，then nis Ni 式中Ai、Bi、θi分别代表各自模糊集。 根据已有控制经验，参照电压矢量图(图6)和状态变量所在磁链区段，总结出180条控制规则，共12张模糊控制规则表，给出如下4张。 1 θ2 θ3 θ4 ???? ??????????????????????????????? ??????????????? C：模糊规则推理 MAX-MIN法则，取最大隶属度对应的输出量为逆变器的开关量输出。 A、μB、μC和μN分别是A、B、C和N的隶属度。 12张模糊控制表，这里给出θ2 θ2 (ψqs＞0 and ψds＞0，tano＜(ψqs/ψds)＜tan30) Ete E n ???? -6?? -5?? -4?? -3 –2??? -1??? 0?? ?? 1??? ? 2 ??? 3???? 4?? ?? 5?? ? 6? 　 -3 -2 -1 0 1 2 3 6???? 6???? 6 ??? 6????? 6???? 0? ? 0???? 0?? ? ? 5???? 5?? ?? 5 ?? 5?? ?? 5 牋牋??? 6?? ? 6 ?? 6 ?? 6???? ? 6???? 0?? ? 0???? 0????? 5 ?? 5 牋6 ? 5???? 5???? 5 牋牋?5? 2???? 2 ?? 0 ?? 0????? 0?? ??? 0??? 0???? 0?? ??? 5 ?? 5????? 5?? ? 1?? ? 1 牋牋??? 2?? ? 2 ??? 0 ?? 0??? ? 0?? ??? 0? ? 0???? 0?? ??? 5 ?? 5????? 5? ? 1 ??? 1 牋牋?? 2?? ? 2? ?? 0 ?? 0????? 0?? ??? 0??? 0???? 0?? ??? 5 ?? 5????? 5 ?? 1? ?? 1 牋牋?? 2?? ? 2 ? ? 2 ?? 2??? ? 2?? ??? 0??? 0???? 0?? ??? 1 ?? 1????? 1?? ? 1???? 1 牋牋?? 2???? 2???? 2 ?? 2??? ? 2?? ??? 0? ?? 0??? 0?? ??? 1 ?? 1????? 1?? ? 1???? 1 本文采用查表法实现模糊控制，将控制表作为“文件”存储在计算机中，当进行实时控制时，便于根据输出的信息，从“文件”中查询所需采取的控制策略。 3 模糊直接转矩控制性能分析 仿真异步电机参数为 P=1.1 kW，Rs=5.793Ω，Rr=3.421 Ls=Lr=0.386 H，Lm=0.363 H，2对极，J=0.0267 kg·m2Un=110 V，nn=1400 r/min，In=3.7 A模拟仿真条件：0～0.8秒电机定子电阻和转子电阻变化了10%。这里同时给出传统DTC仿真波形以供比较。见图7～13。 磁链波形 ???????????? 转速波形 ???????