[發明專利]一種內燃機車異步電機模糊速度器控制方法

在審

• 申請號: 201610200567.2
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105680749A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 景曉東;李巖;牛劍博;鄒會杰
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/18;H02P21/20
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及一種內燃機車異步電機模糊速度器控制方法。

背景技術

目前內燃機車廣泛采用交流傳動系統。對于其控制算法大多采用 矢量控制，然而傳統的矢量控制調速系統大多采用結構簡單的PI控 制技術，但其往往局限于電機的線性模型，負載大范圍變化時存在魯 棒性差的問題。尤其在低速時，PI控制往往不能較快速的跟隨速度的 給定值，從而導致轉矩誤差和速度誤差，且其不具有在線參數自整定 的功能，因此，PI控制不能精確滿足在不同的的工況下，系統對參數 的自整定要求，從而影響控制性能。所以非常需要一種新型的內燃機 車異步電機速度器控制方法，它能夠精確滿足在不同的工況下系統對 參數自整定要求，使系統性能更優。

發明內容

本發明的目的在于提供一種內燃機車異步電機的模糊速度器控 制方法。本發明是采用以下技術方案實現的：一種內燃機車異步電機 模糊速度器控制方法，模糊速度控制器在模糊控制中以速度誤差信號 和速度誤差信號的微分作為輸入，將輸入信號輸入模糊速度控制器， 而后通過模糊推理，經模糊推理規則，采用查表法，實現模糊控制， 選取不同的規則，得到需要的PI參數；模糊速度控制器主要包括如 下環節：

(1)模糊子集

模糊速度控制器的輸入變量為速度的變化率e_ω(k)和速度誤差的 變化率Δe_ω(k)，其具體表達式為：

e_ω(k)＝n(k-1)-n(k)

Δe_ω(k)＝(e_ω(k)-e_ω(k-1))/T_s

式中，n(k)為此次采樣時的速度，n(k-1)為上一次采樣時的速度， T_s為采樣時間間隔；利用量化因子，將輸入e_ω(k)和Δe_ω(k)轉換為論域 歸一化為[-1,+1]，隸屬度函數統一的區間，將速度變化率e_ω(k)分為7 個模糊子集為：{NB，NM，NS，ZO,PS，PM，PB}；將Δe_ω(k)轉換 為論域歸一化為[-1,+1]區間，相應的語言變量為：{N，Z，P}；同理， 將PI參數k_p、k_i也進行模糊化，各自對應4個模糊子集：{Z，S，M， B}；

(2)選取方式

對不同的誤差和不同的誤差變化率，模糊控制規則為：①變化量 較大時，選取較大的k_p可加快系統的響應速度；采用較小的積分k_i參 數，可避免系統響應超調過大，甚至讓k_i＝0，防止積分飽和；②變化 量為中大時，應取較小的k_p參數，將系統的超調控制在小范圍內，要 選取適中的k_i數值，為了保證響應速度；③變化量較小時，應選較大 的k_i數值和適中的k_p，使系統穩態性能良好；

(3)模糊規則

采用的模糊推理規則為“ifAandBthenCandD”的形式，共有 3×7＝21條規則，例如：“ife_ω(k)＝PBandΔe_ω(k)＝Pthenk_p＝B andk_i＝Z”；將控制表寫入控制規則表中，采用查表法實現模糊控制；

最終通過下式，可得到k_p和k_i的最終值：