高速電機：電（diàn）阻型電（diàn）機的模（mó）擬設（shè）施設計研（yán）討——華（huá）聯電機www.hopa998.com

　　1作者采用離線計（jì）算形成控製決策表存放內存的方案。速度環實時控製時，據輸入的e和e，查表即得對應的輸出控製量（liàng）增量。本（běn）文研究了量化因子和比例（lì）因子對SRD模糊控製器性能的影響，表明模糊控製與（yǔ）常規（guī）控製一樣，其動、靜態特性之間存在一定的矛（máo）盾，采用固定的參數難以獲得滿意的性能，為（wéi）保證係統（tǒng）快速響應，且超調小，應（yīng）引入自適應模糊控製器。

　　2 SR電機8098單片機模糊控製的實現

　　2. 1精確（què）量的模糊（hú）化（huà）

　　設SR電機的轉速偏差e（ e=設（shè）定值-實測值（zhí））、轉速偏差變化e（ e= e i - e i- 1）、控製器輸出增量U對應的模糊子集均為7檔，即U～= EC～= E～{負大（ NL ） ，負中（ NM ） ，負小（ NS） ，零（ ZE） ，正小（ PS） ，正中（ PM ） ，正大（ PL） }對應的量化等級均取15，分別表（biǎo）示為- 7， - 6， - 5， - 4， - 3， - 2， - 1， 0， + 1， + 2， + 3， + 4， + 5， + 6， + 7，即論域E、EC、U均為： {- 7， - 6， - 5，- 4， - 3， - 2， - 1， 0， + 1， + 2， + 3， + 4， + 5， + 6，+ 7}實際的SRD係（xì）統， e或e（以x記之）的變化範圍（wéi）並非在之間，而在之間，可通過式（ 5）所示的變換y = 14 b - a（ x - a + b 2）（ 5）將在區間變化的（de）變量x轉化為區間的變量y.例如，根據SR電機轉速環采樣周（zhōu）期，設e變化範圍（wéi）為 ，在偏差變化實際值（zhí）為e= 120時，代入式（ 5） ，得y= 3. 36，取整為3，故e對應的量化因子GEC= 14/ 500；同理，若設e的變化範圍為 ，則e對應的量化因子GE= 14/ 3000.可見，各變量隻要乘上相應的量化因子（zǐ），即可轉（zhuǎn）化（huà）成在（zài）區間上變化的量。

　　2. 2極大極小模糊控製器（qì）設（shè）計

　　根據SRD現場調試經驗，可確定一組控製規則。當e i n給定，要求轉速降低，即占空比應減小，故輸出（chū）U應下降；而當（dāng）e i 及內，若越出約束區間，則令其為相應的（de）區間邊界值。這（zhè）是必（bì）要的，因為係統運行（háng）實驗表明，若按實際可能出現的e及e最大變化範（fàn）圍及確定量化因子（ GE= 14/ 2e 1， GEC= 14/ 2e 1）。

　　因量化因（yīn）子小，在接近暫（zàn）穩態（tài）時，分辨率差，係（xì）統性能不佳。因此，在參數固定（dìng）的模糊（hú）控製係統程序設（shè）計中，應（yīng）以一（yī）合適的小於實際變化範圍的區間及來確定量化因子，即GE= 14/（ 2e 0） ， GEC= 14/ （ 2e 0） ，這樣，為了使實際（jì）的（de）e及e對應的模糊量（liàng）不超出論域的範（fàn）圍，需對實（shí）際的e及e用約束條件加（jiā）以（yǐ）判斷、限幅。

　　3量化因（yīn）子及比例因子的調（diào）整

　　量化因子GE、GEC及比例因子GU對SR電機模糊控製係統的動、靜態性能有較大的影響，應（yīng）當通過係統實際運行，權衡穩、快、準三方麵的要求整定（dìng）。

　　3. 1偏差e量化因子GE的（de）選取偏差e量化因子GE的（de）大（dà）小本質上反（fǎn）映了控製係統對速（sù）度偏差的分辨率，影響係統的靜態（tài）誤差的動態（tài）調整時間。GE大（dà），係統上升速率大，但GE過大，將（jiāng）使（shǐ）係統產生（shēng）較大的超調，從而延長過渡過程（chéng）。若GE很小，則係統上升較慢，快速性差； GE還直接影響（xiǎng）係統的穩態品質。

　　若設第k次執行速度環對應的速度偏差（chà）量化值為E（ k） ，其精確量為e（ k） ，則有E（ k） = INT（ GE e（ k） + 0. 5）（ 6）模糊（hú）控製係統的穩態過程可用（yòng）下述模糊（hú）規則（zé）描述：若偏差為“零（líng）”，偏差變化為“零”，則控製增量為零。語言值“零”對應於一定的範圍，當誤差和誤差變化都進入語言值“零”所對（duì）應的範圍時，係（xì）統即進入穩態。由式（ 6）可導出誤差的穩態取值範（fàn）圍：GE e（∞） ， GE取值大小對SR電機負載起動性能的影響如所示。圖中三條曲線分別對應（yīng）於GE = 0. 035， e約束區間為 ；GE= 0. 00875， e約束（shù）區（qū）間為（wéi） ； GE= 0. 0047， e約束區間為三（sān）種GE取（qǔ）值在給定速度800r/ min下的（de）實測起動性能。

　　GE取值對SR小電機（jī）起動性能的影響（速（sù）度給定（dìng）800r / min， GU= 2， GE C= 0. 07）由可見， GE= 0. 035，係統（tǒng）超調小，穩態誤差小，有較好的（de）動、靜態（tài）態能； GE= 0. 00875和GE = 0. 0047，過渡過程時間長，穩態精度很差，動、靜態性能差。

　　3. 2偏差變（biàn）化量化因子GEC的（de）選取GEC越大，係統輸（shū）出（chū）變（biàn）化率越小，係統變化越慢，過渡過程時間長（zhǎng）；若GEC越小，則係統反應越快，但GEC取值過小易導致很大的超（chāo）調和振（zhèn）蕩（dàng），這同樣使係統調節時間變長。

　　在GU固定為2， GE固定為0. 0175， e約束區間為（wéi） ， GEC取（qǔ）值大（dà）小對（duì）SR電機負載起（qǐ）動性能的影響如所（suǒ）示。圖中3條曲線分別（bié）對（duì）應於GEC= 0. 14， e約束區間為 ；GEC= 0. 035， e約束區（qū）間為 ； GEC = 0. 00875， e約束（shù）區間為 3種GEC取值在給定速度800r/ min下的實測起動性能。

　　GEC取值對SR電機起動性能的影響（速度給定800r/ min， GU= 2， GE = 0.0175）由可見， GEC取0. 14，係（xì）統超調很小（xiǎo），過渡過（guò）程較快，係統有較（jiào）好（hǎo）的動、靜態性能（néng）； GEC取0. 0875，係統超調很大， （高達25%）過渡過程很慢（約5 . 5s ） ，且有振蕩（dàng），動態性能很差（chà）； GEC取0. 035的性能（néng）介於GEC取0. 14和GEC取0. 00875之間。實驗表明， GEC取值不宜小於0. 035.

　　3. 3控（kòng）製輸出比例因子GU的選（xuǎn）取GU在係統響應的（de）上升和（hé）穩定階段有不（bú）同的影響（xiǎng）。在上升階段， GU取（qǔ）得越大，上升越快，但易導致超調。

　　GU小，則係統的反應比較緩慢。在穩定（dìng）階段， GU過大亦會（huì）引起振蕩（dàng）。

　　在GE固定為0. 0175， e約束（shù）區間為 ； GEC固（gù）定為0. 07， e約（yuē）束區間為。圖中三條曲線分別對應於GU= 1， GU = 4和GU = 10三種GU取值在（zài）給定速度800r/ min下的實測（cè）起（qǐ）動性能。可見， GU取10，係（xì）統初始上（shàng）升很快，但有很大的超調和振蕩，導致調節時間很長； GU取4或取1，係（xì）統（tǒng）超調（diào）較小，過渡過（guò）程較快。