异步电机基于在线效率优化的模糊控制

基于模糊神经网络和PI 控制的异步电机位置控制系统陶若冰(西安铁路职业技术学院电气工程系,陕西西安710014) 摘要:提出一种用于异步电机位置控制的模糊神经网络(f uzzy neural network ,FNN )控制器。

其控制系统采用Sugeno 型FNN 和比例积分(proportional integrate ,PI )控制进行构建。

在进行试验测试之前,利用实验数据库和梯度算法对模糊神经网络进行在线训练。

利用DS1104型DSP 控制卡实现控制算法。

利用该控制器对异步电机进行位置控制,在电机施加非线性负载和发生参数扰动的条件下,对控制系统的功能以及鲁棒性进行测试,试验结果表明,该控制系统能够保证电机稳定有效的工作。

关键词:模糊神经网络;比例积分;异步电机;矢量控制中图分类号:TP18 文献标识码:APosition Control System of Induction Motor Drive B ased onFuzzy N eural N et w ork PI ControllerTAO Ruo Οbing(Department of Electrical Engineering ,Xi ’an Railway Vocational &T echnical Institute ,Xi ’an 710014,S haanxi ,China )Abstract :A f uzzy neural network (FNN )controller which is used for position controlled of induction mo 2tor drive was proposed.A Sugeno type FNN and a proportional integrate controller was adopted for the pro 2posed system.Before the experimental studies ,the FNN 2PI controller was trained on Οline using experi 2mental data ′s.DS1104digital signal processor control card was used to implement the control algorithm.The proposed FNN 2PI controller was used for the position control of induction motor drive.The performance and the robustness of the control system was tested for nonlinear motor loads and parameter variations.Experi 2mental result shows that this controller ensures stable and efficient work of the induction motor.K ey w ords :f uzzy neural network ;proportional integral ;induction motor ;vector control 作者简介:陶若冰(1962-),女,硕士,副教授,Email :tao1962@1　引言步进电机中速度和位置的精确控制对电机的稳定运行具有重要意义。

基于模糊逻辑的异步电动机转速控制
随着社会的不断发展，对于电动机的控制需求也越来越高。

异步电动机作为一种常见的电机种类，在工业生产中广泛使用，其转速控制尤为重要。

传统的控制方法有许多缺陷，如响应速度慢、精度差、不适应非线性等问题。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于模糊逻辑的异步电动机转速控制方法。

该方法通过建立反馈环路，实现对电动机转速的控制。

在模糊控制器中，通过将控制量和误差量模糊化，得到了一系列规则，从而实现对电动机的控制。

通过实验验证，该控制方法具有响应速度快、控制精度高、适应性强等优点。

同时，该方法可以应用于多种不同的电动机转速控制场景中，具有很好的通用性。

因此，这种基于模糊逻辑的异步电动机转速控制方法具有较高的应用价值。

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基于DSP的异步电机模糊控制的研究的开题报告一、研究背景随着现代电力电子技术和数字信号处理技术的不断发展，异步电机的控制方式也得到了大幅改进，传统的定子电压、定子电流控制方法已经逐步转向了矢量控制、直接转矩控制等高级控制方式。

相比传统控制方法，矢量控制和直接转矩控制具有响应时间快、效率高、控制精度高等优点，已经成为了异步电机的主流控制方法。

此外，模糊控制理论具有适应性强、容错性强、可解释性好等优点，被广泛应用于各种控制领域。

基于此，本研究旨在基于数字信号处理器实现异步电机的模糊控制，探索模糊控制在异步电机控制中的应用，提高异步电机控制系统的效率和可靠性。

二、研究内容1. 建立异步电机的数学模型在研究中，需要对异步电机进行建模，其中包括电机的数学模型和控制模型。

异步电机涉及到多个变量，包括转速、角速度、电压、电流和转矩等，因此需要对电机的各种变量进行建模和分析。

2. 设计矢量控制模块矢量控制是基于现代控制理论研究的一种高级控制方法，相比传统的电流控制方法，具有更高的效率和控制精度。

本研究将基于此设计异步电机的矢量控制模块。

3. 设计模糊控制模块模糊控制理论在控制领域中已经得到了广泛的应用，本研究将使用模糊控制理论对异步电机进行控制，并在数字信号处理器上实现模糊控制模块。

4. 利用DSP实现模糊控制本研究将使用数字信号处理器来实现模糊控制模块，该模块将接收由电机传感器生成的实时信号，并通过模糊控制算法进行变换，输出最终的控制信号。

三、研究意义本研究将探索异步电机控制中模糊控制的应用，从而提高异步电机的控制效率和可靠性，同时也将有助于推动数字信号处理技术在控制领域的应用。

四、研究方法本研究将采用实验方法和仿真方法相结合的方式进行研究。

通过实验验证模糊控制在异步电机控制中的效果，并通过仿真模拟电机的运行状态和控制效果，反复优化控制参数，以得到最佳的控制效果。

五、研究预期结果本研究将设计和实现一个基于数字信号处理器的异步电机模糊控制系统，并探究模糊控制在异步电机控制中的应用。

基于智能控制的异步电机效率优化方法综述【摘要】异步电机在轻载时效率明显下降，鉴于原有效率优化方式发展存在瓶颈，本文分别从神经网络控制、模糊控制和遗传算法角度总结叙述了异步电机效率智能优化方式，指出智能控制优化方式今后发展方向。

【关键词】异步电机;效率优化;智能控制1.引言正如近些年来研究的那样，电机效率优化问题突出而又实际意义明显：一方面能有效地减少系统开销，延长电机乃至机械的工作时间;另一方面，良好地解决电机效率优化问题能有效缓解当前由于化石燃料面临短缺所带来的能源危机，避免引起更多的环境问题。

对于异步电机而言，如果其工作在额定工况下（额定转矩和额定转速），其效率值一般比较高。

但是在绝大部分情况下，由于实际情况的需要，电机不会一直工作在额定工况下，就会造成电机效率的急剧下降，特别是在轻载情况下，这主要是由于电机以额定磁通运行引起过度的铁损造成的。

对于一个给定的工作情况，可以通过适当调整定子励磁电流（转子磁链）水平来降低电机损耗[2]。

2.优化原理异步电机输出效率可表示为：Pin、Pout分别表示电机输入功率、输出功率，Ploss则是电机的损耗功率。

对于工作在一定条件下的电机而言，减小电机损耗功率是提高电机机械效率的唯一途径。

研究表明，电机的损耗主要由四部分组成，分别是①机械损耗②杂散损耗③定转子铜损④定转子铁损，大部分提升电机效率研究都是从减小后两种损耗入手，寻求保证电机系统可靠运行时的最小电流或最小磁通[1]。

异步电机效率优化方式可分为如下三种[2]：（1）损耗模型控制（Loss Model Controller，LMC）该方法首先根据异步电机运行时参数，建立起电机损耗模型，然后采用数学方法计算出电机工作时最优励磁电流或者最优磁通。

该方法控制速度快;但其模型建立精度要求高，对系统参数变化敏感，计算量大。

（2）搜索控制（Search Controller，SC）该方法不依赖电机运行参数，在保证输出功率不变的前提下，通过搜索方式降低输入功率，能维持输出功率为期望值的最小输入功率控制即为最优控制方式。

基于模糊控制和DSP的异步电机直接转矩控制研究一、本文概述随着工业技术的快速发展，异步电机作为重要的动力设备，其控制技术的优化与提升显得尤为关键。

传统的异步电机控制方法大多基于矢量控制或直接转矩控制，然而在实际应用中，由于电机参数的非线性、外部环境的干扰以及系统的不确定性，使得电机的精确控制变得极具挑战性。

因此，寻求一种更为高效、稳定的控制策略成为了电机控制领域的研究热点。

本文提出了一种基于模糊控制和DSP（数字信号处理器）的异步电机直接转矩控制方法。

该方法结合了模糊控制理论的灵活性和DSP 强大的数字信号处理能力，旨在解决传统控制方法中存在的不足，提高异步电机的控制精度和动态响应能力。

具体而言，本文首先介绍了异步电机直接转矩控制的基本原理和模糊控制理论的基础知识，为后续的研究提供理论基础。

接着，详细阐述了基于模糊控制和DSP的异步电机直接转矩控制系统的设计过程，包括模糊控制器的设计、DSP硬件平台的选取和软件开发等。

在此基础上，通过仿真实验和实际应用，对所提出的控制策略进行了验证。

仿真实验结果表明，基于模糊控制和DSP的异步电机直接转矩控制方法能够有效提高电机的控制精度和动态响应能力，同时具有较强的鲁棒性和适应性。

在实际应用中，该方法也取得了良好的控制效果，为异步电机的优化控制提供了新的思路和方法。

本文的研究不仅为异步电机控制技术的发展提供了新的理论支持和实践经验，同时也为其他类型电机的控制策略优化提供了有益的参考。

二、异步电机直接转矩控制原理异步电机直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）是一种高效、快速的电机控制策略，它摒弃了传统的矢量控制方法，而是直接对电机的转矩和磁链进行控制。

这种方法的核心思想是通过检测电机的定子电压和电流，实时计算出电机的转矩和磁链，然后与期望的转矩和磁链进行比较，通过控制电机的电压矢量来直接调节转矩和磁链，从而实现电机的快速响应和高效运行。

基于模糊控制算法的电机驱动系统设计与优化电机驱动系统是现代工业中重要的组成部分之一。

为了提高电机驱动系统的性能和效率，设计和优化是必不可少的。

其中，基于模糊控制算法的电机驱动系统设计与优化是一项富有挑战性的任务，本文将从计算方法、控制策略、优化方案等方面展开讨论。

在电机驱动系统的设计与优化中，模糊控制算法是一种常用的方法。

模糊控制算法以模糊集合论为基础，通过建立模糊规则和模糊推理来实现对系统的控制。

与传统的精确控制方法相比，模糊控制算法具有较强的适应性和鲁棒性，能够处理不确定性和非线性问题。

因此，在电机驱动系统设计与优化中，采用模糊控制算法能够有效地提高系统的性能和效率。

首先，对于电机驱动系统的设计，模糊控制算法可以被用于实现电机速度、位置和转矩的控制。

通过测量和反馈控制，模糊控制器可以根据系统当前状态和输出要求，自动调整控制参数，实现精确的控制。

同时，由于模糊控制算法的鲁棒性，可以在不确定的工况下保持稳定性和准确性。

这对于一些特殊工况下的电机驱动系统设计非常重要，比如高负载、低速度或者频繁变化的工况。

另外，模糊控制算法还可以用于电机驱动系统的优化。

在系统的优化中，模糊控制算法可以通过优化控制策略和参数来实现最优的性能。

例如，在电机驱动系统的能量效率优化中，可以通过模糊控制器根据负载的变化和不同工况的需求，动态调整电机的负载和功率输出，降低能耗并提升系统的效率。

此外，模糊控制算法还可以用于多目标优化，通过建立多重目标函数并进行模糊推理，找到最适合的控制策略，实现系统多个性能指标的平衡。

在电机驱动系统的设计与优化中，模糊控制算法还可以与其他算法和技术相结合，进一步提升系统的性能。

例如，结合神经网络和模糊控制算法可以实现自适应控制，使控制系统根据系统的状态和工况自动调整控制器的参数。

此外，结合遗传算法和模糊控制算法可以实现控制参数的优化和自适应控制。

通过这些方法的组合，可以进一步提高电机驱动系统的性能和效率。

基于模糊PI矢量控制的异步电机调速系统林远;卢子广;卢泉;张力【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2017(047)008【摘要】针对异步电动机在大范围内调速及负载变化的复杂运行状况,提出采用模糊控制规则调整PI控制参数,代替固定参数PI改进转速环.采用不规则三角形作为隶属函数,增加误差为零附近规则数,以提高系统稳定性和稳态精度.同时,该电机控制系统采用"背靠背"结构,实现能量双向流动,保证直流侧电压稳定.实验结果说明所提方法与传统PI控制器相比,该异步电机调速系统的动静态性能均得到提高,增强了应对负载扰动的鲁棒性.%On account of the characteristics of the induction motor(IM),which often suffer from unknown load variation and a wide speed range,instead of fixed-gain PI controller,a speed control scheme using fuzzy-logic control to adjust parameters of PI controller was presented. Moreover,the irregular triangles as the membership function which increases the number of rules around the zero error was used to improve the stability and steady precision of the system. Meanwhile,the back-to-back connected converters,achieving bidirectional energyflow,were applied in IM control system to enable DC voltage to be stable. Experimental results demonstrate that the performance of the proposed IM control system improve the dynamic and static performance and is more robust to load disturbances compared to the conventional PI controller.【总页数】4页(P15-18)【作者】林远;卢子广;卢泉;张力【作者单位】广西大学电气工程学院,广西南宁 530004;广西大学电气工程学院,广西南宁 530004;广西大学电气工程学院,广西南宁 530004;广西大学电气工程学院,广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】TM346【相关文献】1.基于滑模矢量控制的异步电机调速系统 [J], 李琳;雷蓓2.基于模糊PI的异步电机矢量控制系统仿真 [J], 王宝忠;薛玮珑;许林军3.基于Matlab/Simulink的模糊PID控制的异步电机矢量控制系统仿真 [J], 王翀;仝永臣4.基于模糊PI复合控制的异步电机矢量控制系统仿真 [J], 周凌华;5.基于模糊PI复合控制的异步电机矢量控制系统仿真 [J], 周凌华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

模糊控制算法在异步电机节电器中的运用分析传统电动机已经不能更好的满足电能节约需要，并且运行环境适应性相对较差，电机节电器是在传统电机的基础上进行升级和创新，节能效果显著。

应用模糊控制算法后，能够降低运行故障，而且还会优化电机节电器应用效果，由此可见，本文针对这一论题展开分析，现实意义十分显著。

1 电机节电器原理电机即电能通过电磁感应定律完成基本的转换和传递的设备装置。

电机效率公式为η=P2P1=1-∑PP1，其中P1、P2和∑P 分别代表电机输入功率、输出功率和功率总损耗。

据相关资料显示，大部分异步电动机在实际运行的过程中经常处于空载状态，并且电能资源在低效率影响下会相对降低。

一旦轻载状态长时间持续，P2会相应减少，机械设备损耗维持同一状态；励磁电流并未发生明显变化，基于此，定子铜耗并未大幅度降低，此时电机功率却相应下降。

面对这种现状，适当输入电压，则机械设备耗损值也会相应降低，能够有效实现节能、效率提升的目的。

因此，应用模糊控制算法这一有效措施调节电压，同时，全面、及时监测电流值、电压值以及功率因素，并根据模糊控制原则，准确测量晶闸管导通角，再次完成电压适度调节工作，进而能够促进异步定子稳定运行、提高运行效率。

硬件电路：在原理分析的基础上，如图所示设计电机节电器。

设备型号为*****，调节系统由单片机组组成，所设计的硬件电路能够实现特定时间段内电机模糊分析判断、数据分析处理以及功率测定。

检测后，能够相应获得电压值、功率因素、电流值，以此完成有功功率计算。

其中，电机电压、工作效率要想有效稳定和提升，应对图示各硬件组成步骤、遵循工作原理全面了解，进而能够达到电能节约目标。

功率因数检测的过程中，定子相电压信号会相继发生变化，同时，触发脉冲也会相继产生。

定时器启动和闭合还应遵循电流运行情况，借助定时器数值能够完成电压值、功率因数计算，并且还会对电机起到良好的保护作用。

2 模糊控制算法基本2.1 模糊控制了解模糊控制算法之前，应大致了解模糊控制技术。