高（gāo）速電機：電阻型電機的模擬設施設（shè）計研討_高速電機（jī）_磁懸浮高速（sù）風機_磁懸浮高速（sù）壓縮機_低速大扭矩直驅永磁電機_磁懸（xuán）浮高速發電機_永磁電機

　　1作者采用（yòng）離（lí）線計（jì）算（suàn）形成控製決策表存放內存（cún）的方案。速度環實時控製時，據輸入的e和e，查表（biǎo）即得對應的輸出控製量（liàng）增量。本文研究了量化因子和比例因子對SRD模糊控製器性能的影響，表（biǎo）明模糊（hú）控製與常規控製一樣，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（yǐ）獲得滿意的性能，為保證係（xì）統快速響應，且超調（diào）小，應引入自適應模（mó）糊控製器。

　　2 SR電機8098單片機模（mó）糊控製的實現

　　2. 1精確量的模糊化

　　設SR電機的轉速偏（piān）差e（ e=設定值-實測值）、轉速偏差變（biàn）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（dàng），即U～= EC～= E～{負大（ NL ），負中（ NM ），負小（xiǎo）（ NS），零（ ZE），正小（ PS），正中（ PM ），正大（ PL） }對應的量化等級均取15，分別表示（shì）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係統， e或e（以x記之）的變化範圍並非在之間，而在之間，可通過式（ 5）所（suǒ）示的變換（huàn）y = 14 b - a（ x - a + b 2）（ 5）將在區間變化的變（biàn）量x轉（zhuǎn）化為（wéi）區間的變量y.例如，根據（jù）SR電機轉速環采樣周期，設e變化範圍為，在（zài）偏差（chà）變化（huà）實際值為e= 120時，代入式（ 5），得y= 3. 36，取整為3，故e對應的量化（huà）因子GEC= 14/ 500；同理，若（ruò）設e的變化範圍為，則e對應的量化因子GE= 14/ 3000.可（kě）見，各變量隻（zhī）要乘上相應的（de）量化（huà）因子，即可轉化成在區間上變化的量。

　　2. 2極大極小模糊（hú）控製器設（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（zhàn）空比應減小，故輸出U應下降；而當e i 及內，若越出約束區間，則令其為相應的區間邊界值。這是必要的（de），因（yīn）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（huà）範圍及確定量化因子（ GE= 14/ 2e 1， GEC= 14/ 2e 1）。

　　因量化因子（zǐ）小，在接近暫穩態時，分辨率差，係統（tǒng）性能不佳。因此，在參數固（gù）定的模糊控製係統程序設計中，應以一合（hé）適的小於（yú）實際變化範圍的區間及來（lái）確定量化因子，即GE= 14/（ 2e 0）， GEC= 14/ （ 2e 0），這樣，為了使實際的（de）e及e對應的（de）模糊量不（bú）超出（chū）論域的範圍，需對實（shí）際的e及e用約束條件加以判斷、限幅。

　　3量化因子及比例因子的（de）調整

　　量化因子（zǐ）GE、GEC及比例因子GU對SR電機模糊控（kòng）製（zhì）係統的動、靜態性能有較大（dà）的影響，應當通過（guò）係（xì）統實際運行（háng），權衡穩、快、準三方（fāng）麵的要求整（zhěng）定。

　　3. 1偏差e量（liàng）化（huà）因子GE的選取偏（piān）差e量化（huà）因子GE的大（dà）小本質上反映了控製係統對速度偏差的分辨率，影響係統的靜態誤（wù）差的動態調整時間。GE大，係統上升速率大，但GE過大，將使係統產生較大的超調，從而延長（zhǎng）過渡過程。若GE很小，則係統上升（shēng）較慢，快速性差； GE還直（zhí）接影響係統的穩態品質。

　　若設第k次執行速度（dù）環對應的速度偏（piān）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）模糊控製係（xì）統的（de）穩態過程（chéng）可（kě）用下述模糊（hú）規則描述：若偏差為“零”，偏差變化為（wéi）“零”，則控製增量為零。語言值“零”對應於一定的範圍，當誤差（chà）和誤差變化都進入語言值“零”所對應的範圍時（shí），係統即進入穩（wěn）態。由式（ 6）可導出誤差的穩態取（qǔ）值範圍：GE e（∞）， GE取值大小對（duì）SR電（diàn）機負載起動性能的影響如（rú）所示。圖中（zhōng）三條曲線分別對應於GE = 0. 035， e約束區間為；GE= 0. 00875， e約束區間為； GE= 0. 0047， e約束區間為三種GE取值在給定速度800r/ min下的實測起動性能。

　　GE取值對SR小電機起動性能的影響（速度給定800r / min， GU= 2， GE C= 0. 07）由可見， GE= 0. 035，係統超調小，穩態（tài）誤差小，有（yǒu）較好的動、靜態態能（néng）； GE= 0. 00875和GE = 0. 0047，過（guò）渡過程時間（jiān）長，穩態（tài）精度（dù）很差，動、靜態性能差。

　　3. 2偏差變化量化因子（zǐ）GEC的（de）選取GEC越大，係統輸出變化率越小，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（dàn）GEC取值（zhí）過（guò）小易導致很大的超調和振蕩，這同樣使係統調節時間變長。

　　在GU固定為2， GE固（gù）定為0. 0175， e約束區間為， GEC取值大小對SR電機負載起（qǐ）動性能的影響如所示。圖中3條曲線分別對（duì）應於GEC= 0. 14， e約束區間為；GEC= 0. 035， e約束區間（jiān）為； GEC = 0. 00875， e約束區間為 3種GEC取值（zhí）在給定（dìng）速度800r/ min下的實測起動性能（néng）。

　　GEC取值對SR電（diàn）機起動性能的影響（速度給定800r/ min， GU= 2， GE = 0.0175）由可見（jiàn）， GEC取0. 14，係統超調很小，過渡過程較快，係統有較好的動、靜態性能； GEC取0. 0875，係統超（chāo）調很（hěn）大，（高達25%）過渡過程很慢（約5 . 5s ），且有振蕩，動態性能很差； GEC取0. 035的性能介（jiè）於GEC取0. 14和GEC取0. 00875之間。實驗表明， GEC取值不宜（yí）小於0. 035.

　　3. 3控（kòng）製輸出比例因子（zǐ）GU的選取GU在係（xì）統響應的上升和穩（wěn）定階段有不同的影響。在上（shàng）升階段， GU取得越大，上升越快，但易導致超調。

　　GU小（xiǎo），則係統（tǒng）的反應比較緩慢。在（zài）穩（wěn）定階段， GU過大亦會引起振蕩。

　　在GE固定為（wéi）0. 0175， e約束區（qū）間為； GEC固定為0. 07， e約束區間為。圖中三條曲線分別對應於GU= 1， GU = 4和GU = 10三種GU取（qǔ）值在給定速度800r/ min下的實測（cè）起動性能。可（kě）見， GU取10，係統初始上升很快，但有很大的超調和振蕩，導致調節時間很長； GU取（qǔ）4或取1，係統超調較小，過渡（dù）過程較快。