摘要：阐述了基于单神经元PID控制的交流电机调速系统的一种设计方法，该基于单神经元PID控制变频调速系统的研制为今后开发更高性能的变频调速系统奠定了良好的基础。采用在BP算法的基础上的XOR建模仿真。
关键词：神经元；PID控制；BP算法
中图分类号：TM921.2文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 14-0000-01
AC Motor Speed Control System Based on Neurons PID Control
Zhang Kewang,Wang Tongjun,Min Jie
(Xinyang Agricultural College,Xinyang464000,China)
Abstract:This paper expounds a kind of design method based on neurons PID control of AC motor drive system,the high performance control based on single neuron PID control variable frequency speed regulation system development for the future development of higher performance speed a-
djusting system has laid a good foundation.Adopting the BP algorithm based on XOR modeling simulation.
Keyword:Neurons;PID control;BP algorithm
一、引言
传统的PID控制具有算法简单、可靠性高等特点，被广泛用于工业控制过程。实际工业控制过程中，控制系统中往往存在各种非线性因素，且系统模型难以辨识，基于系统数学模型的控制算法往往难以取得令人满意的控制效果。同时，传统PID控制算法也存在着参数人为、经验输入的问题，但是基于单神经元PID控制的系统具有优良的动态特性和抗干扰特性，基于产生异步电机圆形磁场的SVPWM控制，减少了电机的转矩脉动和铁损，利用可使变频器中复杂的控制算法更加容易编程实现，完全可以实现异步电动机高性能控制，该矢量控制变频调速系统的研制为今后开发更高性能的变频调速系统奠定了良好的基础。
二、仿真模块的设计
单神经控制算法（SNC算法）如下：
；
；
其中：
MATLAB/simulink仿真框图如下：
图中上半部分为传统PID控制方式，下半部分为SNC-PID控制方式，其中SNC-PID应用了MATLAB拥有的打包功能，subsystem子系统仿真框图如下：
仿真之前要预先在命令窗口区设置好 （即delk），否则报错。
三、BP算法的XOR建模仿真
利用MATLAB语言编程实现XOR建模仿真，
仿真结果如上（其中黄色曲线为传统PID控制下的输出波形，红色曲线为SNC-PID的控制下的输出波形）：
仿真结果表明，与传统PID控制方式相比，SNC-PID表现出了很好的控制效果。控制方法分别采用BP算法的单神经元控制方法，。当系统是线性系统时，传统的PID控制和最优控制能使系统快速调速。但当负载变化时，特别是非线性负载，传统的PID控制方法的调速效果不理想。若采用本文的控制方法，只要负载在训练样本的负载范围内变化，超调量和稳态时间则都能达到理想的控制效果。
四、结束语
交流电动机的数学模型通常是个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，在研究交流异步电动机的多变量数学模型时，通常做如下假设：（1）三相绕组对称，忽略空间谐波；（2）忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是线性的；（3）忽略铁芯损耗；由于各变量之间的强耦合性，要分析和求解非线性方程组非常困难的，所以通常很难建立交流电动机数学模型。本文中采用单神经元PID的控制策略，它能综合各种控制方法的优点，与传统的PID控制，它把前者的点切换改为相对平滑的智能切换，大大提高了交流电机控制的动、静态性能，取得了满意的效果，并且无需依赖精确的数学模型，为解决如何控制存在非线性和不确定性的交流电机系统提出了一种可行的方案。
参考文献：
[1]胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社,2001
[2]Lew is F L.Yesildirek A,Liu K.Neural net robot controller with guaranteed tracking performancel[J].IEEE Transactions on NeuralNetworks,1995,6,3:703-715
[3]TongShao-cheng,TangJian-tao,WangTao.Fuzzy adaptive output tracking control of nonlinear near systems[J].Fuzzy Sets and Systems,2000,111:169-182
[4]王建辉,王艳秋.模糊神经控制器在复杂系统中的应用研究.沈阳大学学报,2004,16,2:202-212
作者简介：
张克旺（1982-），男，河南省商城县人，硕士，讲师，研究方向：网络化测控。
相关热词搜索： 神经元 调速 电机 控制 交流