專利名稱：一種滑模控制器及一種雙模態(tài)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于交流異步電機(jī)控制領(lǐng)域的滑?？刂破骱鸵环N雙模態(tài)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
交流異步電機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、高度非線性的復(fù)雜模型，其轉(zhuǎn)子參數(shù)估計(jì)的在技術(shù)上存在著相當(dāng)?shù)碾y度，且受到眾多內(nèi)部參數(shù)的影響，使得交流異步電機(jī)的調(diào)速性能大打折扣?；？刂破魇墙鉀Q這一問題的重要途徑之一，它屬于變結(jié)構(gòu)控制器，與其他常規(guī)控制器最大的不同在于其控制的不連續(xù)性，不連續(xù)性是一種能夠使被控制系統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)”隨時(shí)變化的開關(guān)特性?；？刂破鲗?duì)交流異步電機(jī)模型的精確性要求不高，對(duì)電機(jī)系統(tǒng)不確定參數(shù)、參數(shù)變化、數(shù)學(xué)建模的不確定性以及外界環(huán)境的干擾具有完全的自適應(yīng)性；這種優(yōu)點(diǎn)奠定了滑?？刂破髟陔姍C(jī)控制領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位。它根據(jù)交流異步電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速w和交流異步電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋值之間的系統(tǒng)偏差S以及所述系統(tǒng)偏差的導(dǎo)數(shù)J ,有目的地讓調(diào)速系統(tǒng)沿著已設(shè)計(jì)好 的“滑動(dòng)模態(tài)”軌跡運(yùn)行，因而系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的魯棒性?；？刂破饕泊嬷粋€(gè)突出的問題，即抖動(dòng)問題?；蛘哒f是被控制系統(tǒng)存在抖動(dòng)。這個(gè)問題的存在影響了交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和交流異步電機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。分析可知，抖動(dòng)問題的存在主要是因?yàn)榛？刂破鞯牟贿B續(xù)性切換造成的，因?yàn)樵诓捎没？刂破鲿r(shí)，必須減弱或消除其抖動(dòng)問題。目前，滑?？刂破髟O(shè)計(jì)的基本步驟:先是尋求切換函數(shù)S，使交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠在滑動(dòng)模態(tài)區(qū)上的運(yùn)動(dòng)漸近穩(wěn)定。對(duì)于交流異步電機(jī)的控制，滑?？刂破魉x取的切換函數(shù)，即系統(tǒng)偏差為:s = 其中，W為交流異步電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速,W*為交流異步電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的反饋值。再是尋求滑?？刂破鞯目刂坡?，使得滑?？刂破鲗?shí)現(xiàn)滑?？刂频臈l件，即<0得以滿足。在交流異步電機(jī)上選取的滑?？刂破鞯目刂坡蕿?T； =M(w-w*) +Nsignb-M/)，其中的幾個(gè)物理量為:交流異步電機(jī)的電磁力矩Te'第一增益參數(shù)M，第二增益參數(shù)N、此外為了進(jìn)一步對(duì)所述滑?？刂破鞯脑磉M(jìn)行說明，定義了下列物理量:交流異步電機(jī)的負(fù)載力矩為IV，交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，因此，滑?？刂破骺刂茖?shí)現(xiàn)滑?？刂频臈l件< O下面推導(dǎo)系統(tǒng)滑動(dòng)模態(tài)存在條件:.s = W-W*
*
S-W根據(jù)sX ! < O，得:
SXS -
權(quán)利要求
1.一種滑?？刂破?所述滑模控制器(I)與輸入系統(tǒng)(2)的輸出端相連,其特征在于: 所述滑?？刂破鳍虐?模糊控制器(11)、過零比較器(12)、第一乘法器(13)、第二乘法器(14)和加法器(15)，所述模糊控制器(11)包括e輸入端，M輸出端和N輸出端； 所述模糊控制器(11)的e輸入端、所述過零比較器(12)的輸入端和所述第一乘法器(13)的輸入端，分別連接所述輸入系統(tǒng)(2)的輸出端，所述模糊控制器(11)的M輸出端連接所述第一乘法器(13)的輸入端，所述模糊控制器(11)的N輸出端連接所述第二乘法器(14)的輸入端，所述過零比較器(12)的輸出端連接所述第二乘法器(14)的輸入端，所述第一乘法器(13)的輸出端和所述第二乘法器(14)的輸出端，分別連接所述加法器(15)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑模控制器，其特征在于:所述模糊控制器(11)為Mandani型控制器。
3.一種雙模態(tài)控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)外接輸入系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括:狀態(tài)切換電路(4)、PI控制器(3)和根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑模控制器(I)，所述滑?？刂破?I)是帶有模糊控制器(11)的滑模控制器，所述狀態(tài)切換電路(4)的輸入端連接所述輸入系統(tǒng)的輸出端，所述滑?？刂破?I)和所述PI控制器(3)相互并聯(lián)，所述狀態(tài)切換電路(4)只能與所述滑?？刂破?I)和所述PI控制器(3)中的一個(gè)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于交流異步電機(jī)控制領(lǐng)域的滑?？刂破鳎龌？刂破髋c輸入系統(tǒng)的輸出端相連，所述滑模控制器包括模糊控制器、過零比較器、第一乘法器、第二乘法器和加法器，所述模糊控制器包括e輸入端、M輸出端和N輸出端；所述模糊控制器的e輸入端、所述過零比較器的輸入端和所述第一乘法器的輸入端，分別連接所述輸入系統(tǒng)的輸出端，所述模糊控制器的M輸出端連接所述第一乘法器的輸入端，所述模糊控制器的N輸出端連接所述第二乘法器的輸入端，所述過零比較器的輸出端連接所述第二乘法器的輸入端，所述第一乘法器和所述第二乘法器的輸出端，分別連接所述加法器的輸入端。
文檔編號(hào)H02P25/02GK103166565SQ20111041389
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者齊亮, 賈廷綱, 陳江洪, 唐麗嬋, 湯雪華, 李勁, 王振濱 申請(qǐng)人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司, 上海賽柯控制技術(shù)有限公司