交流電機控制系統的控制算法綜述

模糊控制的不足之處：本身消除穩態(tài)誤差的性能較差，難以達到較高的控制精度。目前，模糊控制在交流控制領(lǐng)域的應用研究取得一些成果，但仍存在有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題，如基于模糊控制的交流控制系統的穩定性分析，如何保證系統的穩定性；模糊控制規則難以確定，對不同的電機和運行環(huán)境，模糊規則需要分別設計；缺乏系統而有規律的模糊規則設計方法等。
2．3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )是依據人腦生物微觀(guān)結構與功能模擬人腦神經(jīng)系統而建立的模型，其主要功能是模擬人腦的思維方式丁作，具有自學(xué)習、并行處理和自適應等能力。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)秀的學(xué)習和非線(xiàn)性逼近能力，提出許多基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的控制方案，從而改善系統的收斂性、穩定性和魯棒性等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在交流調速領(lǐng)域中應用的一個(gè)主要問(wèn)題是算法比較復雜，大多以仿真形式實(shí)現，控制效果有待于在實(shí)際系統中進(jìn)一步檢驗。但與其他比較成熟的學(xué)科相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )理論還很不成熟，如計算較復雜，計算量大，難以滿(mǎn)足實(shí)際控制要求，訓練學(xué)習時(shí)算法收斂性問(wèn)題等。
2．4 滑模變結構控制
滑模變結構控制根據被調量的偏差及導數，有目的地使系統沿著(zhù)設計好的“滑動(dòng)模態(tài)”的軌跡運動(dòng)，與被控對象的參數和擾動(dòng)無(wú)關(guān)，因而使系統具有很強的魯棒性。一般來(lái)說(shuō)，它根據系統的狀態(tài)選擇兩個(gè)控制輸入之一，相當于系統有兩種結構，即使非線(xiàn)性對象快速到達預定的所謂“開(kāi)關(guān)面”(也稱(chēng)“滑動(dòng)面”)，并使其沿著(zhù)該開(kāi)關(guān)面滑動(dòng)，這時(shí)稱(chēng)系統處于滑動(dòng)模態(tài)(Sliding Mode)。然而并不是所有系統都可實(shí)現變結構控制，設計時(shí)必須先判斷滑動(dòng)模是否存在。理想的滑模變結構控制可以使對象在滑動(dòng)面上平滑運動(dòng)，但是實(shí)際上由于器件存在延時(shí)和滯環(huán)．所以系統進(jìn)入滑動(dòng)態(tài)后不可避免地會(huì )出現抖振(Chattering)，即在滑動(dòng)面附近高頻顫動(dòng)。這可能引起設備毀壞等事故。因此，在電機交流控制系統中如何削弱抖動(dòng)而又不失強魯棒性，是目前研究的主要問(wèn)題。
2．5 反饋線(xiàn)性化控制
反饋線(xiàn)性化就是通過(guò)非線(xiàn)性反饋或動(dòng)態(tài)補償的方法將非線(xiàn)性系統變?yōu)榫€(xiàn)性系統，然后再按線(xiàn)性系統理論設計控制器完成系統的各種控制目標。然而，非線(xiàn)性系統反饋線(xiàn)性化理論是采用坐標變換及狀態(tài)或輸出反饋矯正非線(xiàn)性系統的動(dòng)力學(xué)特性，如果單純地對線(xiàn)性化系統進(jìn)行魯棒控制器設計，并不一定能得到滿(mǎn)意效果。另一方面，非線(xiàn)性系統反饋線(xiàn)性化方法要求參數精確已知或可被精確測量和觀(guān)測。但電機在運行中參數會(huì )發(fā)生變化，這些都不可避免影響系統的魯棒性，甚至會(huì )使系統性能變壞。
2．6 自適應控制
自適應控制是在系統運行過(guò)程中不斷提取有關(guān)模型信息，該算法根據新的信息調整，它是克服參數變化影響的有力手段。自適應控制系統可看成有兩個(gè)閉環(huán)(圖2)，一個(gè)是常規由控制器與被控對象組成的反饋環(huán)；另一個(gè)是控制器的參數調節環(huán)。

自適應控制在交流電機控制中主要問(wèn)題是提高系統魯棒性，以克服參數變化和各種擾動(dòng)的影響。采用的主要方法是自適應控制如參數辨識自校正調節、模型參考自適應系統(MRAS)。其中，MRAS理論比較成熟，無(wú)需對象的精確數學(xué)模型，只要找到一個(gè)合適的參考模型即可，其關(guān)鍵問(wèn)題是設計自適應參數調整規律，在保證系統穩定性的同時(shí)使誤差信號趨于零。而模型參考自適應應用于反饋信號估計(如磁鏈、轉矩、轉速等)問(wèn)題。但是辨識和校正需要有一個(gè)過(guò)程，對于較慢的參數變化，具有校正作用；而對于較快的參數變化，就難以獲得好的動(dòng)態(tài)效果。