编辑：泰州矿用变压器厂家 日期：2019-01-11 人气：279
基于模糊PID补偿控制的多泰州矿用变压器同步驱动系统 核心提示： 协调控制问题在垂直升船机、分部造纸机、连续轧钢机等多变量控制系统中广泛存在。在多变量控制的实践中，有很多场合需要各受控量的控制过程相互配合和协调，使各变量之间保持某种协调关系，使整个系统处在技术上协调控制问题在垂直升船机、分部造纸机、连续轧钢机等多变量控制系统中广泛存在。在多变量控制的实践中，有很多场合需要各受控量的控制过程相互配合和协调，使各变量之间保持某种协调关系，使整个系统处在技术上合理、经济上合算的协调工作状态中。一般来说，协调关系是各受控量应满足的某种线性或非线性函数关系当比例系数6=1时，即为最简单的同步关系。例如，在染整机械中，要求上升速度均匀、协调，使织物通过加工机械各部分的张力恒定。多台泰州矿用变压器的同步控制问题直接影响系统的可靠性和控制精度。
常规的多泰州矿用变压器同步驱动中，各[citynam矿用变压器e]矿用变压器的速度调节器一般都采用比例积分（PI）调节器。这种调节器具有结构简单、可靠性强、抗扰性好、稳态精度高等优点。但采用PI调节器的双闭环系统的转速动态响应必然有超调。提出了一种在速度调节器上引入转速微分负反馈的方法，它可以抑制甚至消除转速超调，降低负载扰动引起的动态速降，但过强的微分负反馈会使系统的响应变缓。、提出了采用I一P控制器取代PI调节器的方法，它可以减小转速超调，但采用I一P控制器会限制系统的最大工作速度，只能在一定的范围内具有良好的起动特性。
为解决这一问题，本文将PID模糊控制方法用于多泰州矿用变压器同步驱动系统。模糊控制方法是近年来发展起来的新型控制法，其优点是不要求掌握受控对象的精确数学模型，而根据人工控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控制量的大小。这种混合型模糊PID控制器综合了Fuzzy控制与PID控制的优点：比PID控制有更快的动态响应，更小的超调；比模糊控制有更高的稳态精度。加入PID模糊控制补偿器，可在保证系统具有优良的同步性能的同时，成功地消除转速超饱和超调，使系统获得更好的动态及静态性能。
2采用PID模糊控制做补偿器的多泰州矿用变压器驱动系统控制方案每台泰州矿用变压器采用双闭环，同步驱动系统工作原理如所示。虚线框内为混合型模糊PID控制器。转速环和电流环均采用PI调节器，用工程设计法设计，参见。
多泰州矿用变压器同步驱动的实现可以采用开环控制，如同一给定方案：各泰州矿用变压器采用同一电压给定；随动方案：以前一台泰州矿用变压器的转速输出作为下一台泰州矿用变压器的速度给定。开环控制实现简单，但某一泰州矿用变压器负载变化时会引起一定的同步误差。为了解决这个问题，我们采用闭环控制，加入转速补偿器，比较主泰州矿用变压器和从泰州矿用变压器的转速，其差值经补偿器运算后，分别乘以符号相反的比例系数，加到两台泰州矿用变压器的输入端进行补偿。多泰州矿用变压器同步驱动系统加转速补偿后，起动过程跟随性能、稳态性能尤其是抗扰性能均会得到很大提高。
一般的二维模糊控制器以系统误差E和误差变化EC为输入语句变量，因此这类控制器具有类似于常规PD控制器的作用，由线性控制理论可知，采用该类模糊控制器的系统有可能获得良好的动态特性，但无法消除静态误差。把模糊控制器和PI控制器结合起来，可构成一种既具有模糊控制的灵活、适应性强的优点，又具有PID控制精确度高的优点的PID模糊控制器。PID模糊控制器是由一个常规积分控制器和一个二维模糊控制器相关联而构成的。常规PI控制器输出Ui=Ki2ei和二维模糊控制器的输出量Uf相叠加，作为混合型模糊PID控制器的总输出，即这种混合型模糊PID控制器不仅可消除极限环振荡，而且可完全消除系统余差，使系统成为无差模糊控制系统。本文将PID模糊控制用于同步驱动系统的补偿器。
以主泰州矿用变压器与从泰州矿用变压器的转速误差E及误差变化EC作为模糊控制器的输入变量，输出变量为补偿量u设计一个二维模糊控制器。其模糊输出量采用最大隶属度方法，将补偿量由模糊量变为精确量。
为进行模糊化处理，须将每次采样得到的输入变量从基本论域转换到相应的模糊集论域，即将输入变量乘以相应的因子：Ke、K（：分别为误差和误差变化的量化因子；同理，经模糊控制算法给出的补偿量需转换到控制对象能接受的基本论域中，Ku为输出补偿量的比例因子。合理地选择模糊控制器的量化因子和比例因子是非常重要的，它们对模糊控制系统的动静态性能影响极大。
3仿真实例以两台相同参数不同负载的泰州矿用变压器为例进行仿真实验，将采用带PID模糊控制补偿器的情况与相同条件下采用常规PID控制器的情况对比。
采用PI控制器（无补偿）的速度响应曲线的局部放大由、3可知，采用同一给定电压未加补偿器时系统起动过程跟随性能较好，但刚开始时有同步误差，且有超调；由于属开环控制，一台泰州矿用变压器加扰动后同步性能变差，给定突降时无法保持同加入PID模糊补偿控制的速度响应曲线的局部放大步。由、5可见，加入PID模糊控制补偿器后，起动过程跟随效果较好，消除了超调，且上升时间明显缩短；加扰动后及突然停车时仍能保持很好的同步性能。
经计算，两种控制方法的性能指标如下：采用PID控制时，上升时间tr=0.91s超调量=2.14%加扰动前同步误差△=0.09%；―台泰州矿用变压器加扰动后动态速降Amax=2. 21%，同步误差△n=1.14%.采用PID模糊控制时，上升时间tr=0.88s超调量=0，加扰动前后同步误差皆为~5以及各项性能指标可以看出，加入PID模糊控制补偿器的系统调节时间短，且同步性能、抗扰性能皆优于只采用常规PI调节器时的性能，适合于同步精度要求较高的场合。
4结束语本文根据协调控制原则，采用PID模糊控制补偿器，并结合工程设计方法，以两台泰州矿用变压器为例，针对泰州矿用变压器同步驱动系统进行了仿真研究。经过对仿真图形的分析比较，得知同步方案采用同一给定加PID模糊控制补偿器的泰州矿用变压器同步驱动系统的动态性能、静态性能、同步性能及抗扰性能皆较佳，且设计方法简单，容易实现。这种控制方法成功地解决了高精度和高可靠性同步驱动控制问题，可广泛应用于闸门、龙门吊车和型才辊压的电轴传动及造纸、电缆等系统的同步协调传动中。
