三相PWM 整流器的模糊PID控制研究(3)
1.3 三相PWM整流器研究简介
20世纪70年代末，PWM控制技术开始应用于整流器，但是由于电力电子器件制造水平的限制和谐波问题的不突出，PWM控制整流器还没有引起足够的重视。80年代以后，电力电子器件制造技术得到了快速发展，PWM技术也有了长足的发展。Busse Alerfd、Holtz Joaehim、Akgai Hiorufmi和A．W．Green等众多杰出人才相继提出了各种PWM的新型控制策略。90年代以后，许多国内外专家将其目光投向了三相PWM控制技术的研究上，使得三相PWM控制技术在电力电子技术和电能变换方面成为一个研究热点，并且不断的取得了举世瞩目的研究成果。得益于这些重要的研究成果，PWM变换器及其控制技术得到了崭新的进步和完善[1][6][7]。
在种类繁多的PWM整流器中，使用最多最广的要数电压型PWM整流器电路。相对于电流型PWM整流器，电压型PWM整流器有着较好的特性。三相PWM整流器控制系统设计一般采用电压外环和电流内环的双环控制。电压环主要起直流母线电压控制的的作用，电流环主要起电压回路电流控制的电流指令输出的作用[1][6][7]。
本论文在研究和理解模糊控制理论的基础上设计模糊PID控制器和基本PID控制器，并利用模糊控制工具箱设计模糊控制器的隶属函数，模糊控制规则，构建出模糊PID控制系统的仿真模型，并将其应用到三相电压型PWM 整流器的控制中，最后分别对常规PID和模糊PID控制器的控制性能进行分析与比较[1][6][7]。
2 PID控制器
2.1 过程控制基本概念
2.1.1 模拟控制系统 图2.1 基本模拟控制回路
模拟控制主要是通过给定值与被控变量的偏差作为控制信号，经过控制规律实现过程的调节控制。
2.1.2 微机过程控制系统
图2.2 微机控制基本框图
微机控制是建立在模拟控制基本结构基础之上的，只不过它的控制规律是通过软件实现的。
2.1.3 数字控制系统DDC
图2.3 DDC系统构成框图
数字控制主要是通过计算机高超的计算能力实现的一种复杂的控制。
2.2 基本P、I、D控制规律及特点
2.2.1 比例（P）控制规律及特点
比例控制器输入与输出成关系为：
（2.1）
式中 是比例放大倍数。 是一种最简单的控制方式。
比例控制器的输出是和偏差构成关系的，当被控对象受到外界因素影响以至于和给定值不同，就会引起的偏差的变化，这时控制器的输出也要发生变化。按照比例控制的快速性和灵敏性，系统达到稳定状态后，原来控制器的输出值已经不可能达到，同时被控变量也发生了改变，产生了余差。这也是比例控制的缺点。
2.2.2 积分（I）控制规律
如果增加了积分控制作用，就可以改变比例控制有余差的缺点。
积分控制器输入与输出关系为：
（2.2）