模糊控制在開(kāi)關(guān)磁阻直線(xiàn)電機上的應用

開(kāi)關(guān)磁阻直線(xiàn)電機結合傳統開(kāi)關(guān)磁阻電機和直線(xiàn)電機優(yōu)勢，電機動(dòng)子直接與負載相關(guān)聯(lián)，消除了傳統的機械傳動(dòng)系統，減少了損耗，降低了成本，同時(shí)電機具有起動(dòng)力矩大，過(guò)載能力強，調速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。相比其他的交流直線(xiàn)電動(dòng)機，LSRM在高精度加工以及大功率傳輸方面有更廣泛的應用前景。但是LSRM是一個(gè)多變量高度耦合、非線(xiàn)性很?chē)乐氐南到y，常規控制方法因為參數的變化不能在整個(gè)工作范圍內兼顧穩態(tài)精度和動(dòng)態(tài)性能要求，難以獲得良好的控制效果。近來(lái)發(fā)展起來(lái)的 Fuzzy控制是一種仿人智能控制法，它不依賴(lài)被控對象的數學(xué)模型，便于利用人的經(jīng)驗知識實(shí)行控制，這對于一些復雜可變或結構不確定，難以用準確的數學(xué)模型描述的系統而言是非常適宜的，具有較強的魯棒性，特別是對于無(wú)法確定的復雜對象具有較好的控制性能。本文用Matlab仿真，通過(guò)模糊控制和PD控制的比較，證實(shí)了模糊控制在大范圍變動(dòng)時(shí)，動(dòng)態(tài)響應快，超調小，且具有良好的魯棒性。為開(kāi)關(guān)磁阻直線(xiàn)電動(dòng)機的實(shí)際應用提供了一種有效的方法。

1 LSRM結構
開(kāi)關(guān)磁阻直線(xiàn)電動(dòng)機的結構如圖1所示，電動(dòng)機由動(dòng)子和定子兩部分組成，動(dòng)子結構件由鋁型材制作，慣性小，磁路隔離效果好，3個(gè)相同的繞組安裝在動(dòng)子上，三相繞組間按互差120°電角度排放；定子導軌由條狀O．5 mm厚的硅鋼片疊成。電動(dòng)機電氣和機械參數見(jiàn)表1。

2 LSRM數學(xué)模型
直線(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機的單相回路電壓平衡方程為：

式中：Uj為j相繞組的電壓；Rj為j相繞組的電阻；ij為j相繞組的電流；ψj為j相繞組的磁鏈。

這里電感Lj是相電流ij和動(dòng)子相對位移x的函數。
將式(1)代人式(2)中，可得：

式中：M是電機動(dòng)子的質(zhì)量；B是摩擦系數；x是動(dòng)子位置；fe是電機產(chǎn)生的電動(dòng)力。

盡管上述LSRM的數學(xué)模型從理論上完整、準確地描述了LSRM電動(dòng)機中的電磁及力學(xué)關(guān)系，但由于L(x，i)以及i(x)難以解析，使用起來(lái)卻很麻煩，往往根據要求和實(shí)際情況做簡(jiǎn)化。