模糊PID控制方法及其仿真研究(6)
(2)设计模糊PID控制规则：逻辑编辑器菜单下的VIEW中点击选择edit rule然后进行规则编辑器然后编写模糊控制规则。确定模糊规则保证控制器输出响应的动静态特性达到最佳效果。
(3)设计模糊推理结构：选用 型模糊控制器采用 推理，解模糊采用缺省值也就是重心法。
(4)生成模糊关系矩阵：最后再将模糊控制器生成. 文件，命名为“fuzzy”，输出到Matlab工作空间，采用 Simulink中的Fuzzy Logic Controller调用设计模糊控制器。
3.3 控制系统仿真
我们可以假设系统中的双输出绕组是严格同步变化的，不考虑饱和特性情况下传递函数简化为以下一阶环节：
(6)
式中：T为其时间常数，K为放大系数，忽略磁场饱和现象[12] 。
电压测量完成励磁输出电压到数字控制器输入信号转化，整流滤波电路会有延时，可以采用一阶惯性环节去近似描述，所以，测量比较单元的传递函数可以用下式的式子来进行表示：
(7)
式中：Kc为电压传感器的输入输出比例,TR为滤波回路时间常数。
功率的放大是指由一阶惯性环节励磁控制器输出控制信号U到励磁功率器件输出 之间功率转换作用传递函数为：
(8)
式中：TA为放大环节较小时间常数(TA≈0)，KA为放大环节电压比例。
分析各参数确定模糊PID控制规则：(1)当(E<0，EC>0)时，系统的输出趋向于稳态值的速度越快就会越好，应尽快的消除参数偏差和加大偏差的权；在将要接近稳态值时为了减少超调量，可以加大偏差变化的权或适当的减小积分作用避免积分超调，会有利于对象控制。(2)当(E<0, EC<0)时，系统的输出值已超过了系统稳态值则向偏差增大的方向变化，这时控制作用应减小超调加大偏差变化的权。(3)当(E>0, EC<0)时，误差减少系统稳态变化的趋势，这样控制作用就应该逐渐的减少来免系统出现回调现象。(4)当(E>0, EC>0)时，系统大超调可保持KD一个较小值来让系统尽快的稳定。(5)系统进入稳定状态时恢复调整初始时的PID参数，取误差的绝对值小于30％，则KE=3/0.3=10。在KEC=3/0.08=37.5，ΔΚP 、ΔΚI、ΔΚD 比例因子则选择为1。其隶属度函数分别如图3和图4所示[13]。
图3 E、EC的隶属度函数
图4 ΔKP ΔKI ΔKD 的隶属度函数
矢量控制:通过矢量变换的方法[14]，进行类似直流机的控制，基频以下调速励磁电流恒定。系统设计采用转速、电流双闭环。电流环和转速环分别按典型1典型2设计。工程实践中针对具体情况，可以将变频器的传递函数设定为一个小惯性环节或者一个比例环节[15]。
图5 动态结构图
仿真结果如图7所示，为了方便对比仿真仿真曲线如图6所示，结果表明模糊PID控制器的稳态误差较小，响应速度快,超调量较小。运行仿真程序，该系统的上升时间和调节时间大大缩小，超调量明显减小，大大提高了系统的动态性能。
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