模糊免疫PID 控制在铁芯卷绕纠偏中的应用.pdf

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模糊免疫PID 控制在铁芯卷绕纠偏中的应用

模糊免疫 PID 控制在铁芯卷绕纠偏中的应用 万宗顺,石金华 (东华大学信息科学与技术学院,上海 200051 ) 摘 要:本文将模糊控制和免疫反馈机理与传统的PID 控制相结合,设计了一种模糊免疫 PID 控制器 并将它应用在新型变压器卷铁芯成型卷绕纠偏控制系统中。仿真研究表明,该控制器具有使系统超调量 小、调整时间短、鲁棒性好且算法简单等优点,可明显提高纠偏系统的性能。 关键词:模糊控制;免疫PID ;纠偏 中图分类号 TP 273 文献标识码 B Application of the fuzzy immune PID in correcting deviation of iron core control system Wan ZongShun , Shi JinHua (School of information Science and technology DongHua University ,ShangHai 200051) Abstract: With the combination of fuzzy control and immune feedback mechanism with the convention PID control , a fuzzy immune PID controller is presented. The controller is applied to the correcting deviation of iron core control system. The MATLABs simulation experiments prove that the system with the controller has properties of no overshoot, Quick r esponse, good robust and the algorithm is simple. The results show that the fuzzy immune PID controller can improve the performance of system obviously. Key words: Fuzzy control ;Immune PID ;Correcting deviation 1 引言 模糊控制器是一种近年来发展很快的新型控制器,它能够方便地将专家的经验与推理输入到计算机 中,使计算机在控制时可以像人一样思考并解决问题,从而达到控制被控对象的目的[1]。常规PID 控制 与模糊控制相结合的控制策略的广泛应用,使控制性能大大的优化。 人工免疫系统因其独特的自我/非我识别机制、强自适应能力、记忆能力等特性[3],目前在国内外引 起了广泛的重视和研究高潮。本文提出一种基于人工免疫机理的模糊免疫 PID 控制器并把它应用在变压 器生产的实践中,这种免疫控制器具有良好的控制能力、抗干扰能力和鲁棒能力。具有广阔的应用前景。 2 新型变压器铁芯成型卷绕纠偏系统 本文提到的应用系统是一种新型变压器卷铁芯成型卷绕带材纠偏控制系统,所谓的新型变压器就是 采用对称三角形结构的圆截面三相卷铁芯构成的输配电变压器,它是当前世界上的新一代变压器产品。 它的铁芯为卷绕不切割型。铁芯由宽窄变化的硅钢长带卷绕而成。芯柱截面接近纯圆形,磁路中没有空 隙。这种变压器因为自身的结构特点,具有损耗低、噪声低、空载电流小、节约制造原材料等优点。目 前正在被变压器厂家广泛追捧使用,有广阔的市场前景。 在新型变压器铁芯硅钢带的成型卷绕系统中,由于长条形铁芯展开带横向宽度不相等,而且是非圆 形的成型卷筒,不同于以往的带材等宽且卷筒是圆形的变压器铁芯卷绕系统。因此对纠偏系统的性能提 出了更高的要求,同时也就给纠偏系统的设计带来了困难。成型卷绕纠偏测控系统结构如图 1 所示。 图 1 纠偏测控系统结构图 主卷绕卷筒不呈圆形、导向辊偏差以及振动或牵引力调整等现象都会产生跑偏的问题,即使是极其 微小的偏移量也会使铁芯截面的圆整度遭到破坏,造成废品和经济损失。为此必须要设计一种高性能的 纠偏控制系统。本文提到的是一种高性能的变压器铁芯硅钢带卷绕纠偏模糊控制系统,系统原理如图 2 。 成型卷绕系统运行

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