文獻(22)和(23)介紹了直流傳動系統(tǒng)的ANN控制,給出了理論和實驗結(jié)果。文獻(9)討論了直流傳動的模糊神經(jīng)速度控制器。這是文獻中記載的第一次用單神經(jīng)控制器成功替代雙環(huán)直流傳動系統(tǒng)的常規(guī)速度和電流PI調(diào)節(jié)器的例子。相對地上面討論過的直流傳動系統(tǒng),該系統(tǒng)運用了更多的智能技術(shù),系統(tǒng)得到了進一步的簡化。有趣的是相對于古典多環(huán)PI調(diào)節(jié)器的實現(xiàn),這里的電樞電流控制主要起限制電樞電流的作用,并且是通過單個速度、電流組合的模糊神經(jīng)控制器“自動”加以實現(xiàn)。
(二)人工智能在交流傳動中的應(yīng)用
1.模糊邏輯的應(yīng)用
在大多數(shù)討論模糊邏輯在交流傳動中運用的文章中,都介紹的是用模糊控制器取代常規(guī)的速度調(diào)節(jié)器,可英國Aberdeen大學(xué)開發(fā)的全數(shù)字高性能傳動系統(tǒng)中有多個模糊控制器(4),這些模糊控制器不僅用來取代常規(guī)的PI或PID控制器,同時也用于其他任務(wù)。該大學(xué)還把模糊神經(jīng)控制器用于各種全數(shù)字高動態(tài)性能傳動系統(tǒng)開發(fā)中。也有一些優(yōu)秀的文章論述運用模糊邏輯控制感應(yīng)電機的磁通和力矩。討論這種技術(shù)的第一篇文章發(fā)表于1992年(24)。該文中討論了兩種控制策略,如用第一種策略,規(guī)則表有36條規(guī)則,模糊控制器的輸入是磁通和轉(zhuǎn)矩誤差,根據(jù)轉(zhuǎn)矩和磁通誤差,改變磁通矢量的輻值和旋轉(zhuǎn)方向,反模糊化技術(shù)用到的是中心梯度法,第一種策略沒有考慮最優(yōu)電壓矢量選擇的梯度。而第二種策略考慮了,這種方案被成功地實現(xiàn)了。
我是應(yīng)屆生
Galvan的兩篇文章(25)、(26)討論了用模糊化速度控制器實現(xiàn)感應(yīng)電機的矢量控制的方法。并給出了仿真結(jié)果。(也見3.1.1節(jié)討論的模糊化控制器)。矢量控制器也是一種間接控制類型,并且很好的特性。文獻(27)提出了一種模糊邏輯速度控制器。它的輸入標定因子是變化的。實驗結(jié)果也驗證了所提方案的有效性。文獻(28)給出了矢量控制器感應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)的仿真結(jié)果。該系統(tǒng)中模糊速度控制器與常規(guī)的PI速度控制器和CRPWM塑變器一起使用,它往往用來補償可能的慣性和負載轉(zhuǎn)矩的擾動。常規(guī)PI控制器用來穩(wěn)定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速度響應(yīng)。矢量控制器使用轉(zhuǎn)子磁通觀測器觀測(UI觀測器,iw觀測器(1)(4)),模糊邏輯用于轉(zhuǎn)子電阻的估計。
到目前為止,只有兩種運用人工智能技術(shù)的工業(yè)產(chǎn)品,其一是下節(jié)介紹的安川矢量變頻器,另一個是日立矢量變頻器,日立公司最近開發(fā)了J300系列IGBT矢量變頻器,功率范圍是5.5KW--55KW。它的主要特點是使用無傳感器矢量控制算法和強大的自調(diào)整功能。無傳感器磁通矢量控制方案采樣兩相定子電流,在初始自整定階段,電機和負載的慣性以及其他參數(shù)例如定子電感,定子和轉(zhuǎn)子電阻、勵磁電感等參數(shù)被計算。日立公司宣稱這是世界上第一臺使用模糊控制的變頻器。它考慮了電機和系統(tǒng)的特性,轉(zhuǎn)矩計算軟件在整個頻率范圍保證了轉(zhuǎn)矩的精確控制。變頻器的主要性能指標如下:1Hz時150%或更高的啟動轉(zhuǎn)矩;在3∶1的速度范圍(20到60HZ/16到50HZ)電機不用降低功率使用;速度調(diào)節(jié)比率小于。
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J300系列變頻器由于使用了高速微處理器和內(nèi)置DSP,因此具有很的響應(yīng)速度,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度大約可達到0.1秒。它使用模糊邏輯控制電機電流和加減速斜率。它能根據(jù)電機負載和制動需要計算加減速的最優(yōu)時間,因此不需要嘗試法進行調(diào)整。模糊邏輯加減速度函數(shù)根據(jù)模糊規(guī)則設(shè)定加減速度比例因子和速度,而模糊規(guī)則則用當前值與過載限幅(或其它限幅)值的差值以及電機電流和電壓的梯度作為輸入變量。梯度和差值構(gòu)成四個隸屬函數(shù),兩個隸屬函數(shù)是三角函數(shù),另二個是半梯形。當用常規(guī)的簡單電流限幅控制,變頻器的斜率是步進型的,經(jīng)常引起變頻器跳閘。特別是在減速時。當用模糊邏輯控制時,斜率十分平滑,變頻器假跳閘的現(xiàn)象也消除了。變頻器在風機和泵類的運用最能體現(xiàn)模糊邏輯控制的優(yōu)勢。在這些應(yīng)用中,不需要恒定的加減速時間或精確的位置控制。在這些應(yīng)用中,不需要恒定的加減速時間或精確的位置控制。需要的是與負載條件有關(guān)的加減速度的最優(yōu)化。模糊控制能實現(xiàn)加減速度的最優(yōu)控制。
AI控制器也能提高直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能,這也是值得深入研究的一個寬廣領(lǐng)域。英國Aberdeen大學(xué)的研究人員開發(fā)了基于人工智能的開關(guān)矢量選擇器以及速度、轉(zhuǎn)矩、磁通觀測器等,初步結(jié)果令人鼓舞(9)??梢灶A(yù)見不久的將業(yè),將會得到更好的結(jié)果,將會出現(xiàn)更多的工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品(47)(48)。