ipmsm调速系统的快速免疫模糊控制器
刘 刚1，李华德2，杨丽娜3
（1河南工业大学信息科学与工程学院，郑州450001；2北京科技大学信息工程学院北京100083；3解放军信息工程大学技术学院，郑州450004）
摘要：针对模糊控制器在内置式永磁同步电机调速控制系统应用中计算负荷过重的缺陷，提出了一种基于免疫模糊控制器的调速系统方案首先设计了模糊控制器，然后引入混沌思想来改进的免疫优化算法，进而对模糊控制嚣参数进行优化这种控制器计算负荷小，适合实际应用，实验研究验证了该算法的可行性和有效性，
关键词：永磁同步电机；免疫算法；模糊控制；混沌优化
中图分类号：tm351；tm341 文献标志码：a 文章编号：1001-6848(2010)05-0049-04
0引 言
内置式永磁同步电机因其具有体积小、结构简单、维修简便、转矩惯性比高、可靠性高等特点，在现代交流调速系统中得到了广泛应用。ipmsm是一典型的非线性多变量耦合系统，线性控制难以满足高控制性能的要求。加之存在一些不可预见的干扰和电机运行过程中温度的变化对电机参数影响，另外电机负载一般都不精确，甚至是未知的，如何有效地控制电机一直是困扰工程师的难题。通常，高性能的调速系统要求快速准确的响应、抗扰性强、快速跟踪。传统的控制器（pi、pid控制器）和各种自适应控制器（参数自适应控制器，滑模控制器，变结构控制。
北京市自然科学基金项目对速度、参数变化和负载扰动阶跃变化非常敏感。然而ipmsm难以获得精确的电阻参数，导致这些控制器的设计复杂。由于电流和转速的非线性鹅合，以及磁饱和导致的非线性，使得ipmsm调速控制再一次变得复杂。
因为ipmsm这些非线性特性，高性能的智能控制引起人们特别的关注。模糊控制器超过常用控制器的主要优点是其不需要实际系统的数学模型，并且能处理复杂的震动模型。最近一些年，应用模糊算数的调速系统已经出现。然而，多输入、多函数、多规则的常规模糊控制器的实时应用时，却面对着大量计算的缺点。本文主要是针对ipmsm调速系统设计新型模糊控制器，克服处理ipmsm系统的计算负荷问题。
1 ipmsm的模糊控制策略
1.1数学模型
建立ipmsm的电磁一机械数学模型之前，做·如下假设：忽略铁心饱和，不计涡流和磁滞损耗；永磁材料的电导率为零；转子上没有阻尼绕组；相绕组中感应电动势波形为正弦。
定子电压方程
电磁转矩方程
电动机的运动方程
根据式(1)~式(4)的电机模型，控制d-q轴的电流即可以完成调速任务；进而可以保持i。=o，控制i0来控制转速。因此ipmsm模型可以写为：
1.2模糊控制
采用模糊控制的ipmsm系统矢量控制示意图，如图l所示。图中模糊控制器控制输出量。
λ(k)为k时刻i的增量,在每一次采样时间,通过以下步骤,计算λ(k)的值.
(1)在每一个采样时间计算转速差a和转差加速度a(k)。a（k）的函数表达式为
|
