[发明专利]一种内燃机车异步电机模糊速度器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机车异步电机模糊速度器控制方法。

背景技术

目前内燃机车广泛采用交流传动系统。对于其控制算法大多采用 矢量控制，然而传统的矢量控制调速系统大多采用结构简单的PI控 制技术，但其往往局限于电机的线性模型，负载大范围变化时存在鲁 棒性差的问题。尤其在低速时，PI控制往往不能较快速的跟随速度的 给定值，从而导致转矩误差和速度误差，且其不具有在线参数自整定 的功能，因此，PI控制不能精确满足在不同的的工况下，系统对参数 的自整定要求，从而影响控制性能。所以非常需要一种新型的内燃机 车异步电机速度器控制方法，它能够精确满足在不同的工况下系统对 参数自整定要求，使系统性能更优。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内燃机车异步电机的模糊速度器控 制方法。本发明是采用以下技术方案实现的：一种内燃机车异步电机 模糊速度器控制方法，模糊速度控制器在模糊控制中以速度误差信号 和速度误差信号的微分作为输入，将输入信号输入模糊速度控制器， 而后通过模糊推理，经模糊推理规则，采用查表法，实现模糊控制， 选取不同的规则，得到需要的PI参数；模糊速度控制器主要包括如 下环节：

(1)模糊子集

模糊速度控制器的输入变量为速度的变化率e_ω(k)和速度误差的 变化率Δe_ω(k)，其具体表达式为：

e_ω(k)＝n(k-1)-n(k)

Δe_ω(k)＝(e_ω(k)-e_ω(k-1))/T_s

式中，n(k)为此次采样时的速度，n(k-1)为上一次采样时的速度， T_s为采样时间间隔；利用量化因子，将输入e_ω(k)和Δe_ω(k)转换为论域 归一化为[-1,+1]，隶属度函数统一的区间，将速度变化率e_ω(k)分为7 个模糊子集为：{NB，NM，NS，ZO,PS，PM，PB}；将Δe_ω(k)转换 为论域归一化为[-1,+1]区间，相应的语言变量为：{N，Z，P}；同理， 将PI参数k_p、k_i也进行模糊化，各自对应4个模糊子集：{Z，S，M， B}；

(2)选取方式

对不同的误差和不同的误差变化率，模糊控制规则为：①变化量 较大时，选取较大的k_p可加快系统的响应速度；采用较小的积分k_i参 数，可避免系统响应超调过大，甚至让k_i＝0，防止积分饱和；②变化 量为中大时，应取较小的k_p参数，将系统的超调控制在小范围内，要 选取适中的k_i数值，为了保证响应速度；③变化量较小时，应选较大 的k_i数值和适中的k_p，使系统稳态性能良好；

(3)模糊规则

采用的模糊推理规则为“ifAandBthenCandD”的形式，共有 3×7＝21条规则，例如：“ife_ω(k)＝PBandΔe_ω(k)＝Pthenk_p＝B andk_i＝Z”；将控制表写入控制规则表中，采用查表法实现模糊控制；

最终通过下式，可得到k_p和k_i的最终值：