模糊控制法改造交—交变频器输出波形对称度的研究

摘要：　针对在交-交变频器研究中变频器输出电压波形不对称的问题，提出用模糊控制方法来进行改造，并提供了一套系统的改造方案，最后给出实验结果和分析。实验证明，用模糊控制方法对采用余弦交截法的变频器输出波形对称度进行改造是行之有效的。

关键词：交-交变频器；波形对称度；模糊控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A

1概述

交-交变频器输出电压波形的对称度和正弦度都非常重要。在研究中发现，如果单纯根据余弦交截法原理确定触发时刻来实现交-交变频，那么当用此变频器来驱动电机时，电机会不同程度的出现噪音很大、振动强烈、电流偏大、出力降低等现象，无法正常运行。尤其在定频调压下，现象更为严重。根据对输出波形的分析发现，问题的原因在于变频器输出波形的对称度不好，而且频率越高，对称度越差，谐波成分增加，特别是当出现偶次谐波时，电机产生了大量的不规则制动力矩，造成运行状况恶化。如果不对计算得到的触发时刻做适当的修正来改造变频器输出波形对称度，那么很难实现深调压的功能。

由于上述影响因素不能用一个精确的数学模型来表示，所以引入模糊数学和模糊控制的概念和方法来完成输出波形对称度的改造，改造过程中兼顾了输出波形的正弦度。由于晶闸管的触发时刻决定着输出波形的对称性，所以在进行输出波形对称度的改造中，需要根据波形情况调整触发脉冲的前沿时刻，后沿时刻按双变量控制理论来确定。

2输出波形对称度改造的模糊控制实现

在输出波形的对称度改造过程中，采用了二维模糊控制器，输入量为误差及误差变化，首先确定输出波形对称程度的误差及调整过程中的误差变化，并把它们转化为模糊量，然后根据模糊算法，由控制规则计算出模糊控制量，最后进行模糊判决，得出确切的控制量，从而控制触发时刻改变的趋势和幅度。

2.1　模糊化

实验系统中，把不同分频下基准波正半周900到1800和同步余弦波的交点所得到的输出滤波后的波形作为基准比较波形，定义输出滤波后的波形积分所得的面积与基准比较波形积分所得的面积之差为误差，同时定义相邻两次调节后的波形与比较基准波形的误差之差为误差变化，而控制量的最终输出为对应触发时刻的前移或后移，定义触发时刻使输出波形积分所得的面积增大的移动方向为正方向。这样，系统的模糊控制描述如下：

2.3解模糊

实验系统输出信息的模糊决策采用加权平均判决法，经实验修正得模糊控制查询表。控制微机通过查询该表完成对输出波形对称度的改造。

３　实验结果及分析

实验中以8098单片机为核心构成控制系统来完成上述改造任务。图１和图２分别为四分频四分压通过模糊控制方法来实现改造的改造前和改造后的波形图。

从图上可以清楚地看到在改造前的波形是不对称的，而改造后的波形对称度明显好于改造前的波形。实验证明，用模糊控制方法对采用余弦交截法的变频器输出波形对称度进行改造是行之有效的。

参考文献

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