本发明专利技术公开了一种基于改进的模糊PID的励磁控制及其方法：通过采集机端电压以及电压的偏差作为控制器输入，然后通过模糊化处理，借鉴变论域的思想，选择合适的伸缩因子对控制论域进行实时调整从而达到对比例、积分、微分系数的最优选择。本发明专利技术具有测试效率高、稳定性好及实用性强等特点，实现PID参数在线实时自调整，且对系统参数自调整具有很强的辨识性及鲁棒性，提高了系统精度，响应速度和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及发电机励磁控制器及控制算法
，更具体的说，设及一种基于 改进的模糊PID的励磁控制及其方法。
技术介绍
长期W来在同步发电机的励磁控制算法中普遍采用的是PID控制，由于系统模型 经常发生变化，受外界影响较大，因此常规的PID控制在实际运行中经常手动调节参数，该 给励磁控制带来极大的不便，而且控制效果不甚理想。采用非线性控制、智能控制方法应用 于励磁控制系统中，其控制效果有了一定的改善，但却大幅增加了控制系统的发杂程度；常 规的模糊PID控制系统结构简单，但由于量化因子、比例因子和论域的固定化，在实际的控 制过程中不能很好的满足调节范围和控制精度；变论域的思想指出在规则形式不变的情况 下，论域随着误差变小而收敛，随着误差的变大而增大，从而提高了控制系统的调节范围和 控制精度。变论域模糊PID控制器实际上就是一种在线根据误差调整论域的自适应模糊 PID控制器。
技术实现思路
本专利技术是为了克服上述不足，给出了一种基于改进的模糊PID控制的同步发电机 励磁控制器。 同时，本专利技术还提供了一种改进的模糊PID控制方法。 为了解决W上技术问题，本专利技术提供一种基于改进的模糊PID控制的同步发电机 励磁控制器方法，包括模糊控制器、PID控制器和论域调整，首先进行模糊化计算，然后根 据确定的合理的论域伸缩机制W及所选择的合适的伸缩因子使得输入和输出的基本论域 随着控制需求进行实时自适应伸缩变化，进而使得定义在基本论域上的模糊划分也随之变 化，从而提高控制性能。 本专利技术进一步限定的技术方案如下： 所述的伸缩因子的选择基于函数模型 [000引对于输入论域的伸缩因子，选用： 曰（X) =l-Ae_kx(AG(0,l)，k> 0) 该里取^ = 0. 6、k= 0. 5;x表示输入变量e或ec。亦即 对于输出论域的伸缩因子，考虑kp、ki和kd对控制性能的影响，采用原则；输出变 量kp和kd的伸缩因子应具有与误差的单调一致性，而输出变量ki的伸缩因子则具有与误 差的单调反向性。亦即输出论语的伸缩因子应使得输出变量kp和ki适当大，kd适当小。 为此选取输出变量kp和ki的论域伸缩因子为； 所述的改进的模糊PID控制器主要在常规模糊控制器在线调整PID参数基础上， 同时对模糊控制器本身进行在线优化调整，二者的有机结合，将更加有效地提高控制效果。 基于改进的模糊PID的励磁控制及其方法，其特征在于：该方法包括W下步骤， 步骤一、选择输入量、输出量及其论域 改进的模糊PID控制器W误差E(k)和误差变化率EC(k)作为控制器的输入量，模 糊PID控制的参数化，Ki，Kd(Akp，Aki，Akd)为输出量，进行参数在线自调整，W满足 E似和EC似对PID参数控制的要求。定义；为输入变量e的基本论域；，P =1、2分别为输入变量Xp(P=1J)的基本论域；Yq=，q= 1、2、3分别为输出变 量yq(q=1，2,3)的基本论域；Ai={ay}1《j《m(该里m为7)为Xp上的模糊划分；Bi =化j.} 1《j《m为Y上的模糊划分。 步骤二、确定改进的模糊PID控制器的算法及规则式（1)、似中；k为采样周期，采样周期输出值k=0,1…，址，Kp为比例系数；Ki为积分时间常数；Kd为微分时间常数；T、TD分别为表示T、TD的采样时间；e化)、ec(k)分 别为误差、误差变化率。[001引本专利技术控制器采用二维双变量控制，模糊推理规则；如果XI是ay,且x2是a2j.，那 么八就是bj_i、y2就是bj、y3就是j+1。此时有； 步骤S、伸缩因子的选择 本专利技术所谓的变论域是指论域可W分别随着输入变量和输出变量的变化而自行 调整，即论域Xp和化可W分别随着变量XP和yq的变化而自行调整，推广记为；输入变量 是基本论域X(x) =，输出变量是基本论域Y(y) = , 其中a(X)与0 (y)称为论域的伸缩因子，E表示输入变量e和ec，K表示输出变量kp、ki 和kd，相对于变论域而言，原来的论域称为初始论域。本专利技术中对于输入论域的伸缩因子， 选用：[002引a(X) = 1-Ae_kx(入G(0, 1)，k> 0) 对于输出论域的伸缩因子，选用： 0i=2|e 本专利技术的改进的模糊PID控制精度较高、震动较小，适合在同步发电机励磁控制 系统中使用； 本专利技术的改进的模糊PID控制的动态性能好，能满足不同工况对控制参数的不同 要求，模糊PID控制的参数可W在线自调整，与经典PID励磁控制器和传统的模糊PID励磁 控制器相比，在改善系统品质及对系统参数发生改变是的鲁椿性均较优，在实际应用中有 一定的推广价值。【附图说明】[002引图1为本专利技术的改进的模糊PID控制器结构示意图 图2为本专利技术的改进的模糊PID控制流程图 图3为本专利技术的参数Tw= 12s时励磁控制仿真对比图 图4为本专利技术的参数Tw= 25s时励磁控制仿真对比图【具体实施方式】 本实例提供的一种基于改进的模糊PID控制的同步发电机励磁控制器控制方法， 其结构示意图如图1所示，包括模糊控制器、PID控制器和论域调整，首先进行模糊化计算， 然后根据确定的合理的论域伸缩机制W及所选择的合适的伸缩因子使得输入和输出的基 本论域随着控制需求进行实时自适应伸缩变化，进而使得定义在基本论域上的模糊划分也 随之变化，从而提高控制性能。 所述的伸缩因子的选择基于函数模型 对于输入论域的伸缩因子，选用： 曰（X) =l-Ae_kx(AG(0,l)，k> 0) 该里取^ = 0. 6、k= 0. 5 ;x表示输入变量e或ec。亦即 对于输出论域的伸缩因子，考虑kp、ki和kd对控制性能的影响，采用原则；输出变 量kp和kd的伸缩因子应具有与误差的单调一致性，而输出变量ki的伸缩因子则具有与误 差的单调反向性。亦即输出论语的伸缩因子应使得输出变量kp和ki适当大，kd适当小。 为此选取输出变量kp和ki的论域伸缩因子为； 0 1= 2|e 所述的改进的模糊PID控制器主要在常规模糊控制器在线调整PID参数基础上， 同时对模糊控制器本身进行在线优化调整，二者的有机结合，将更加有效地提高控制效果。 基于改进的模糊PID的励磁控制及其方法，其特征在于：该方法包括W下步骤， [003引步骤一、选择输入量、输出量及其论域 改进的模糊PID控制器W误差E(k)和误差变化率EC(k)作为控制器的输入量，模 糊PID控制的参数化，Ki，Kd(Akp，Aki，Akd)为输出量，进行参数在线自调整，W满足 E似和EC似对PID参数控制的要求。定义；为输入变量e的基本论域；，P =1、2分别为输入变量xp(P= 1，2)的基本论域；Yq= 当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于改进的模糊PID的励磁控制及其方法，其特征在于：包括模糊控制器、PID控制器和论域调整，首先进行模糊化计算，然后根据确定的合理的论域伸缩机制以及所选择的合适的伸缩因子使得输入和输出的基本论域随着控制需求进行实时自适应伸缩变化，进而使得定义在基本论域上的模糊划分也随之变化，从而提高控制性能。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周莉，李振华，范国鹏，蒋涛，周文庆，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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