模糊控制法改造交—交變頻器輸出波形對稱度的研究

摘要： 針對在交-交變頻器研究中變頻器輸出電壓波形不對稱的問題，提出用模糊控制方法來進行改造，并提供了一套系統的改造方案，最后給出實驗結果和分析。實驗證明，用模糊控制方法對采用余弦交截法的變頻器輸出波形對稱度進行改造是行之有效的。

關鍵詞：交-交變頻器；波形對稱度；模糊控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

1概述

交-交變頻器輸出電壓波形的對稱度和正弦度都非常重要。在研究中發現，如果單純根據余弦交截法原理確定觸發時刻來實現交-交變頻，那么當用此變頻器來驅動電機時，電機會不同程度的出現噪音很大、振動強烈、電流偏大、出力降低等現象，無法正常運行。尤其在定頻調壓下，現象更為嚴重。根據對輸出波形的分析發現，問題的原因在于變頻器輸出波形的對稱度不好，而且頻率越高，對稱度越差，諧波成分增加，特別是當出現偶次諧波時，電機產生了大量的不規則制動力矩，造成運行狀況惡化。如果不對計算得到的觸發時刻做適當的修正來改造變頻器輸出波形對稱度，那么很難實現深調壓的功能。

由于上述影響因素不能用一個精確的數學模型來表示，所以引入模糊數學和模糊控制的概念和方法來完成輸出波形對稱度的改造，改造過程中兼顧了輸出波形的正弦度。由于晶閘管的觸發時刻決定著輸出波形的對稱性，所以在進行輸出波形對稱度的改造中，需要根據波形情況調整觸發脈沖的前沿時刻，后沿時刻按雙變量控制理論來確定。

2輸出波形對稱度改造的模糊控制實現

在輸出波形的對稱度改造過程中，采用了二維模糊控制器，輸入量為誤差及誤差變化，首先確定輸出波形對稱程度的誤差及調整過程中的誤差變化，并把它們轉化為模糊量，然后根據模糊算法，由控制規則計算出模糊控制量，最后進行模糊判決，得出確切的控制量，從而控制觸發時刻改變的趨勢和幅度。

2.1 模糊化

實驗系統中，把不同分頻下基準波正半周900到1800和同步余弦波的交點所得到的輸出濾波后的波形作為基準比較波形，定義輸出濾波后的波形積分所得的面積與基準比較波形積分所得的面積之差為誤差，同時定義相鄰兩次調節后的波形與比較基準波形的誤差之差為誤差變化，而控制量的最終輸出為對應觸發時刻的前移或后移，定義觸發時刻使輸出波形積分所得的面積增大的移動方向為正方向。這樣，系統的模糊控制描述如下：

2.3解模糊

實驗系統輸出信息的模糊決策采用加權平均判決法，經實驗修正得模糊控制查詢表。控制微機通過查詢該表完成對輸出波形對稱度的改造。

３ 實驗結果及分析

實驗中以8098單片機為核心構成控制系統來完成上述改造任務。圖１和圖２分別為四分頻四分壓通過模糊控制方法來實現改造的改造前和改造后的波形圖。

從圖上可以清楚地看到在改造前的波形是不對稱的，而改造后的波形對稱度明顯好于改造前的波形。實驗證明，用模糊控制方法對采用余弦交截法的變頻器輸出波形對稱度進行改造是行之有效的。

參考文獻

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