摘要：综述和分析了模糊控制技术在交流调速领域中的应用，结合模糊控制技术的发展，给出了一些具体的应用实例，并提出了有待进一步解决的问题和发展前景．

关键词；模糊控制调速交流电动机

中图分类号：tm301.2    文献标识码：a    文章编号：1001-6848(2000)02-0029-03

    交流电机是一个多输入多输出的非线性系统，它一方面具有较为确定的数学模型，另一方面又具有非线性和参数变化的特点。传统的电机调速系统大多采用结构简单、性能稳定的pid控制技术，但这种方法局限于线性系统，并过分地依赖于控制对象的模型参数，鲁棒性差。对于模型参数大范围变化且具有较强非线性环节的系统，pid调节器难以满足高精度、快响应的控制要求，常不能有效克服负载、模型参数的大范围变化及非线性因数的影响。现在的控制方法，包括矢量控制都是建立在系统数学模型的基础上，一旦模型偏离了实际的系统，控制系统的性能就会大大降低；而且负载特性各不相同，使得设计和调节都很困难。为了提供交流高精度的电动机控制方法，国内外学者运用现代控制理论中几乎所有的方法对其进行了太量的研究。将已有的控制方法和智能控制手段相结合，是研究出高性能的交流调速系统基本思路。

    模糊控制是一种典型的智能控制方法，广泛地应用于自然科学和社会科学的许多领域，其****的特点是将专家的经验和知识表示为语言控制规则，并用这些规则去控制系统，这样它可以不依赖于被控对象的精确数学模型，能够克服非线性因数的影响，对调节对象的参数具有较强的鲁棒性。模糊控制主要包括模糊化、模糊推理及模糊判断三部分。其中模糊化将精确测量值转化为模糊语言，用模糊集表示实测的输入值；模糊推理根据已知的控制规律和数据，用已知的模糊输入量推导出相应的模糊输出，它是模糊控制器的核心；模糊判决实现由控制输出模糊量到精确量的转化，以得出用于控制的精确输出值。通常模糊判决所采用的方法有****隶属度方法、中位数判决方法和加权平均法等。

    将模糊控制器用于电机调速可以充分体现其适应于非线性时变、滞后系统的控制、鲁棒性强的特点，由于不需要建立被控对象的精确数学模型，因而设计较方便。近年来这方面的研究很活跃，文中将介绍一些典型的应用。

    模糊控制在交流传动系统中的应用主耍是速度控制[1]，模糊控制器处于最外环，而内环仍保留矢量控制、滑动模解耦控制等传统控制方法。用模糊控制器取代常规的pi控制品[2]，在参数变化、负载扰动的情况下仍可得到快速、强鲁棒性的控制。为了使系统性能与机械负载匹配，文献[3]应用模糊推理合成规则，建立电动机模型，采用参数自调整方案，以满足过程响应在不同运动状态下对参数的不同要求。模糊控制在转矩环的应用有感应电动机的转差增益调节控制，当转差增益失调时，用模糊逻辑来修改其中的参数以维持解耦条件成立。文献[4]提出了一种采用模糊控制器的异步电机直接转矩控制系统，应用模糊逻辑来确定逆变器的开关状态，把磁链位置、磁链误差和转矩误差作为模糊变量，模糊控制器基于一套模糊规则来选择开关状态，从而有效地提高系统在启动和转矩指令突变时的响应速度。

    在异步电动机运行时由于定子电阻是一直变化着的，这严重影响了系统的低速性能。现代调速理论如直接转矩控制、解耦控制等很难解决这一问题。文献[5]提出了基于模糊控制理论设计的定子在线观测器，能比较准确的反映出定子变化的实时值，为改善系统的低速性能创造了条件。

    将模糊控制策略直接用于电机的速度控制往往得不到好的控制效果，这样控制器的分辨率很底，还会出现稳态误差。增加论域的数量固然可以提高分辨率，但会降低控制器的处理速度，增加数据的储存量，论域取得过小时还可能使系统出现不稳定。采用复合模糊控制是解决这一矛盾的有效方法。