基于模糊PI控制的推进电机调速研究.doc

分类号密级UDC硕士学位论文基于模糊PI控制的推进电机调速研究学位申请人：马磊学科专业：电力电子与电力传动指导教师：林桦教授论文答辩日期学位授予日期答辩委员会主席评阅人AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonPropulsionSpeed-regulatedSystemBasedonFuzzy-PIControllerCandidate:MaLeiMajor:PowerElectronicsandElectricDriveSupervisor:Prof.LinHuaHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,430074,P.R.ChinaApril,2006摘要常规PI控制算法是工业控制领域中应用最广的一种算法，该算法简单，适应性强，具有一定的鲁棒性，能够满足一般生产过程的要求。但它的控制质量还存在一些问题，如在某一状态下整定为最优的一组PI参数在另一种状态下不一定是最好的，对非线性特性负载控制效果不是很理想。本文引入模糊PI控制器并将其应用到交流推进电机调速系统中去，期望改善调速系统的动态和稳态性能。本文以交交变频同步电机调速系统为研究对象，对其所带非线性负载—螺旋桨进行了研究，并进行分段线性化处理，建立了基于常规PI控制算法的调速系统的数学模型，为系统的仿真研究及性能改善奠定了基础。本文确定了模糊PI控制为本课题的控制策略，确立了模糊PI调节器的控制规则，并在此基础上建立了基于模糊PI控制器的推进电机调速系统数学模型。通过对系统进行仿真实验，在螺旋桨启动、反转性能，系统突加、突减负载抗干扰性能以及对系统参数灵敏度等方面与常规PI控制器进行了系统的比较。仿真结果表明，模糊PI控制器具有常规PI控制器所无法比拟的优越性。利用数字信号处理器（DSP）实现了调速系统的模糊PI控制器，并进行了软件编程和调试，取得了和仿真相一致的结果，验证了控制方案的优越性，这对进一步研究模糊PI控制器在其他领域的应用具有重要意义。关键词：同步电动机；模糊PI控制器；推进系统；调速系统；螺旋桨AbstractThegeneralPIcontrolmethodiswidelyappliedinthefieldofindustrialprocess.Themethodissimple,adaptableanditcanmeetwiththedemandsofthegeneralindustrialcontrolprocess.Butithassomeproblemincontrolcharacteristics,suchastheparameterofPIisthebestinonestatusbutnotgoodinanotherstatusandthecontrolcharacteristicsarenotperfecttotheobjectwhichisnonlinear.Inthispaperthefuzzy-PIcontrolmethodisintroducedtothesystemofelectricalpropulsiontoimprovethedynamicandsteadycharacteristics.ThispaperstudiestheAC/ACvariablefrequencyconverterspeed-regulatedsystemofsynchronousmotorandthenonlinearobject—propeller.Establishthemathematicmodelsonthebaseofpiece-wiselineariz