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模糊自适应PID控制的异步电动机软起动器的研究
陈忠华刘勋郭凤仪
(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105)
摘要：针对异步电动机直接起动过程中存在的问题，研究了一种基于模糊自适应PID控制的异步电动机转矩斜坡起动方式。通过异步电动机恒转矩负载机械特性的分析，推导出了转矩斜坡起动方式的数学模型。利用Matlab软件中的电气系统模块库和模糊逻辑工具箱,建立了基于模糊自适应PID控制的异步电机软起动系统的仿真模型，并进行了仿真。仿真结果表明恒转矩负载下模糊自适应PID控制的转矩斜坡软起动方式正确有效，可以有效地减小起动过程中对电网的冲击，降低了对拖动系统的不利影响，同时起动过程平稳。
关键词:异步电动机；软起动；模糊自适应PID；转矩斜坡；仿真
ResearchofSoft-staringforAsynchronousMotorwithSelf-adaptiveFuzzyPIDControl
CHENZhong-hua,LIUXun，GUOFeng-yi
(CollegeofElectricalandControlEngineeringofLiaoningTechnicalUniversity,Huludao125105,China)
Abstract:Consideringtheexistingproblemsasasynchronousmotorstartupdirectly,thispaperstudysatorqueslopestart-upmodeforasynchronousmotorbasedonSelf-adaptivefuzzyPIDcontrol.Throughanalysisofmechanicalcharacteristicsofasynchronousmotorwithconstanttorque,thepaperestablishesmathematicmodeloftorqueslopestart-upmodeforasynchronousmotorbasedonSelf-adaptivefuzzyPIDcontrol.Inthispaper,withtheuseofthepowersystemblackestandthefuzzylogictoolboxinMatlab,thesimulationmodelisbuiltandsimulink.Thesimulationresultsshowthatthesoft-staringmodeiscorrectandeffective,reducestheshocktotheelectricalnetworkandtheadverseeffectsonthedragsystemandmakeasynchronousmotorstartupverysmoothly.
Keyword:asynchronousmotor;soft-starting;self-adaptivefuzzyPID;torqueslope;simulation
0引言
异步电动机直接起动电流是额定电流的5 -7倍[1-3]，起动瞬间起动转矩造成的机械冲击会影响电机本身及其拖动设备的使用寿命，过大的起动电流加速了电动机绝缘老化，同时较大的起动电流会引起较大的电网线路压降，影响电网的供电和其他设备运行。因此异步电动机的软起动方式及控制一直是个非常重要的研究课题。目前软起动器常用的起动方式主要有限流起动和斜坡电压起动。这二种起动方式虽然能顺利地起动负载，但都不能很好地减少起动给电动机和拖动系统带来的冲击和影响。转矩斜坡起动方式可以改善电动机的起动过程，提高起动性能。
由于异步电动机起动过程复杂，参数整定较困难，部分参数会随工作点的变化而变化，因此应该增加一定的智能控制手段，以消除参数变化和扰动的影响。采用模糊自适应PID[4-5]控制方法，在控制过程中对不确定的条件、参数、延迟和干扰等因素进行实时检测，然后应用模糊推理的方法对PID的三个参数Kp、Ki和Kd实行在线自整定，可使控制*基金项目:辽宁省教育厅科研项目*作者简介:陈忠华(1965-)，男，副教授，Email:zhchen0915@126.com系统始终运行在最佳的工作状态。模糊自适应PID控制系统不仅保持了常规PID控制系统原理简单、使用方便、鲁棒性较强等优点，而且具有更
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