基于变论域模糊PID控制的同步发电机励磁研究

同步发电机励磁系统是一个时变、非线性、强干扰、模型十分复杂的系统,应用传统的控制方法往往难于达到满意的控制效果。变论域自适应模糊控制具有对模型无准确要求、响应快速、精度高、鲁棒性好、适应性强等优点。将变论域自适应模糊控制器应用于同步发电机的励磁调节与控制中,首先详细地论述了控制器的结构设计、伸缩因子的选择方法,然后给出了具体的控制算法;最后给出的仿真结果表明该控制算法在同步发电机励磁控制中切实可行,效果令人满意。     

变论域自适应模糊PID控制器设计

针对一类大时滞、时变系统，提出一种基于变论域模糊控制理论及模糊PID控制原理的变论域自适应模糊PID控制方法。该方法结合了常规模糊PID控制器和变论域模糊控制器各自的优点，通过论域调整改善模糊PID控制器参数调整精度和范围，具有良好的自适应能力和鲁棒性能。仿真结果验证了该方法的优越性。     

基于变论域模糊理论的PEMFC热管理系统控制研究

针对传统控制器在燃料电池功率较大且负载电流动态变化时,存在燃料电池温度控制的灵敏度和精确度较低等问题,提出一种变论域模糊PID控制策略,变论域部分通过伸缩因子来实时变化模糊PID控制器中的量化因子和比例因子,实现对模糊论域的收缩与膨胀来提高控制的稳定性。搭建55KW燃料电池模型并验证模型的可行性。设置传统PID及模糊PID控制器为对照实验组,研究结果显示：变论域模糊PID控制器超调量减小,稳态误差减小,调节时间缩短,对PEMFC热管理系统具有更好的抗干扰性能。     

变论域模糊PID控制在交流发电系统中的应用

在三级式交流发电系统中一般使用传统PID控制器进行调压控制,但是在某些工况下该控制策略难以满足复杂系统的高精度、快响应要求。通过在传统PID控制器的基础上,分析了其不足之处,引入了模糊PID控制策略。同时,针对模糊PID在系统的动态调节过程中论域过小的问题,提出了一种基于变论域模糊控制理论的PID控制器,并与传统双环PID控制和普通的模糊PID控制在MATLAB/Simulink软件中进行对比仿真,验证了该控制策略具有更好的稳态调节精度和动态调节性能,与传统双环PID控制器相比,稳态误差从0.5%优化到0.3%,动态调节时间从0.4 s缩短至0.2 s。     

电子轴凹印系统的变论域模糊PID控制研究

针对电子轴凹印系统中各电机之间的同步控制问题,提出了一种变论域模糊PID控制算法。通过分析印刷过程中多电机同步的特点,将变论域思想与模糊PID控制相结合,设计了变论域模糊PID控制器。在Matlab/Simulink环境下对模糊PID控制和变论域模糊PID控制进行了仿真对比,并且搭建运动控制平台进行物理实验。结果表明,相比于模糊PID控制,变论域模糊PID控制响应速度快、抗干扰能力强,适用于多电机之间的同步协调控制。     

变论域模糊PID在无头轧制模拟实验台上的研究

无头轧制技术作为目前轧钢业最为先进的加工方法,对未来我国轧钢业的发展有深远意义。无头轧制系统是强扰动作用下的高阶、非线性、强耦合、时变的机电控制系统,要求后一根钢坯能够快速、准确、稳定地追上前一根钢坯。针对传统PID控制器响应速度慢、稳定性差和常规模糊PID论域不变调节能力差的缺点,将变论域与常规模糊PID结合提出变论域自适应模糊PID控制器,其变论域能够提高模糊推理的精度,模糊控制能够实现PID参数的在线整定。通过仿真和实验表明,其响应速度、稳态精度和抗干扰能力优于传统PID和常规模糊PID,具有一定的推广价值。     

磁悬浮直线同步电动机励磁系统变论域模糊控制的研究

可控励磁磁悬浮直线同步电动机的励磁系统带有不确定性扰动,常规模糊控制器对励磁系统难以精确控制,提出采用变论域模糊控制。在常规模糊控制器基础上增加伸缩因子,初始论域通过伸缩因子进行伸缩,在控制器输入不同时,采用不同的模糊论域,以便更精确地适应控制器不同的输入,抑制系统的不确定性干扰,实现精确控制。在MATLAB中搭建控制系统模型,仿真结果表明,变论域模糊控制器可很好地控制励磁系统。     

基于粒子群优化算法的变论域模糊PID控制器在过热汽温控制中的应用

针对锅炉过热汽温大滞后和大惯性等难以建立精确的数学模型的问题,设计了模糊PID控制器。通过模糊推理对PID的参数在线调整,加入了变论域思想对控制系统进行改进,最后将粒子群优化算法应用于变论域模糊控制器中,对量化因子及PID的三个参数Kp、Ki和Kd进行优化。将模糊PID控制器应用于过热汽温度控制系统进行仿真。仿真结果表明:采用基于粒子群优化算法的变论域模糊PID控制比传统的PID控制具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,具有明显的优越性。     

基于论域自调整的模糊PID开关磁阻电机控制系统研究

针对开关磁阻电机系统较强的非线性,提出了一种基于论域自调整技术的模糊PID控制方法.根据论域自调整理论,设计了论域自调整模糊PID控制器;搭建了开关磁阻电机和论域自调整模糊PID控制器的Matlab仿真模型;通过仿真将开关磁阻电机在传统PID控制和论域自调整模糊PID控制条件下的运行状况进行了对比.仿真分析表明,论域自调整模糊PID控制方法比传统PID控制方法响应速度更快,控制精度更高,抗干扰能力更强.     

基于DSP的同步发电机励磁控制器

设计了一套以TI公司TMS320F2812芯片为控制核心的同步发电机励磁控制器。控制器采用参数自整定模糊PID的控制策略,通过MOSFET功率器件进行励磁电流的PWM调节。试验结果表明,与传统PID控制比较起来,该调节器具有较好的动、静态性能,调节速度快,调节曲线相当平滑,其主要性能指标均达到或优于国家标准。     

基于变论域模糊控制的无刷双馈风力发电系统空载并网控制

在分析了无刷双馈发电机的转子速d-q双同步坐标系数学模型的基础上,取d轴为定子侧功率绕组磁链的方向,建立定子端电压与功率绕组磁链、控制绕组电流之间的关系式,从而推导出空载并网时的矢量控制策略。同时结合变论域模糊控制算法,选择恰当的可变伸缩因子,使模糊论域随着控制器输入量的变化而变化,以提高对定子端电压控制的精确度和自适应性。最后,采用MATLAB／Simulink仿真软件对控制环节进行仿真,结果验证了所设计的控制策略具有快速的调节性能和良好的鲁棒性。     

新型模糊逻辑二级电压控制器

摘要： 设计了一种新型的基于极坐标二值模糊逻辑规则的模糊逻辑二级电压控制器。该控制器有效地将模糊逻辑规则和二次电压控制相结合：将引导节点的电压偏差及其微分作为模糊逻辑控制规则的前项输入，与规则作用后，推理出相应的电压控制信号，然后引入比例积分器，得到区域无功控制信号，通过发电机的励磁控制，实现对引导节点电压的控制。该控制器通过引入控制发电机的参与因子，实现了区域内各控制发电机之间的相互协调和补充。以New England 39节点系统为例进行仿真计算，结果表明：所设计的二级电压控制器在系统发生电压扰动的期间，能够从区域电压稳定的角度出发，调整各级电压控制器的电压参考值从而调整其无功出力，为系统提供所需的电压支持，使得系统的负荷电压水平维持在较好的状态，提高了系统的电压稳定性。它比常规PID二级电压控制器具有更好的控制性能。     

基于变论域模糊逻辑的互联电力系统负荷频率控制

随着风电在电力系统中的渗透率不断提高,其出力不确定性对系统频率稳定造成威胁。针对风电接入系统后的频率波动问题,提出变论域模糊PI负荷频率控制策略。为克服传统模糊控制器由于论域固定导致自适应能力有限的缺点,设计的变论域模糊PI负荷频率控制器通过变论域方法实现输入、输出论域的动态调整。为满足风电接入系统后复杂的论域调整需求,基于模糊推理设计新型变论域伸缩因子。典型两区域互联系统仿真实验表明,在不同形式的扰动下,该新型控制器较PI控制器、模糊PI控制器有更好的控制表现,能更好地处理风电出力不确定性对互联电力系统频率稳定的影响。     

发电机励磁的非线性解析模糊控制

该文引入非线性函数建立了一种新的解析模糊控制器用于发电机的电压控制，并引入变结构控制的思想来进行附加励磁控制，建立了一种发电机模糊励磁控制器结构。并兼顾电压调节精度和增强阻尼要求进行电压控制与稳定控制的协调。对所论非线性解析模糊控制器的动态特性分析表明所论控制器为一本质非线性PID控制器。在控制过程中，所论模糊控制器的规则基于误差和误差变化率的大小在线调整。因而具有规则自适应的特性。实际使用时。无需进行控制规则的设计，只需根据工程控制经验对控制参数进行初选，简化了控制设计。仿真研究表明：所论模糊励磁控制器可以提高发电机的电压控制精度和电力系统的稳定性。     

基于变论域模糊PI自适应控制的电力弹簧控制策略

针对电力弹簧传统控制策略自适应调节能力不足的问题,对传统控制策略进行改进。考虑系统运行工况或参数发生变化,尤其是非关键负载阻值在系统运行过程中可能发生的变化对电力弹簧调压性能的影响,以及普通模糊控制的局限性,提出了一种变论域模糊比例-积分（PI）自适应控制策略。该策略根据输入误差的大小实时调整模糊论域来得到更好的控制效果。结合函数型伸缩因子与模糊推理伸缩因子各自的优点,对输入论域和输出论域的伸缩因子分别进行设计,以提高控制精度。仿真分析表明,与现有的控制策略相比,所提控制策略进一步提高了系统稳定性,增强了电力弹簧的自适应调节能力。     

非线性液位系统的稳定自适应模糊控制研究

针对工业过程中液位系统的时变、非线性特性,提出一种基于变论域模糊控制理论和Lyapunov稳定性理论的稳定自适应模糊控制方法.该方法运用了稳定的变论域自适应律,无需进行系统的模糊辨识,其改进了的控制补偿器具有更易于工程整定的特点.仿真结果验证了该控制方案的有效性.     

模糊PI智能优化控制在Buck电路中的应用研究

提出一种模糊PI智能控制方法,使得Buck电路在负荷波动时稳定输出,其中PI控制的初始值来源于直流变换器Buck电路的传递函数模型,根据该小信号模型优化PI控制及模糊变量的论域,当负载波动时,系统有稳定的输出电压、稳态误差小且有很好的鲁棒性,很好地应对了负载波动对该直流变换器输出电压的影响。最后以仿真实验证实了该方法较传统PI控制有更好的动态性能和稳定性,具有一定的实际价值。