交流電機(jī)控制系統(tǒng)控制電路技術(shù)關(guān)鍵
PI控制。
PI控制器以其簡(jiǎn)單，有效，實(shí)用的特性，廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)控制系統(tǒng)，交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的速度環(huán)和電流環(huán)調(diào)節(jié)器均使用PI控制器，但交流電機(jī)是一個(gè)強(qiáng)耦合的非線性對(duì)象，并且其應(yīng)用環(huán)境較為復(fù)雜且常常存在各種干擾，電機(jī)參數(shù)也會(huì)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生變化。
因此，PI控制器在交流電機(jī)調(diào)速中由于自身特點(diǎn)還存在不足，例如：PI控制器直接獲取目標(biāo)和實(shí)際之間的誤差，這樣就會(huì)由于初始控制力太大而出現(xiàn)超調(diào)，從而無(wú)法解決快速性和穩(wěn)定性之間的矛盾，控制過(guò)程中，PI參數(shù)一旦確定，則無(wú)法在線自調(diào)整齒輪泵以適應(yīng)對(duì)象參數(shù)的變化，即同一PI參數(shù)一般難以適用不同電機(jī)轉(zhuǎn)速，PI控制器參數(shù)適用控制對(duì)象范圍小，所以交流電機(jī)采用PI控制難以取得令人滿意的調(diào)速性能，尤其是在對(duì)控制精度要求較高的場(chǎng)合，近年來(lái)，出現(xiàn)了模糊PI，自適應(yīng)PI，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PI等新型PI控制器，在一定程度上改善，提高了交流電機(jī)的調(diào)速性能。
模糊控制。
模糊控制是利用模糊集合來(lái)刻畫(huà)人們?nèi)粘Ｋ褂酶拍钪械哪：裕箍刂破鞲普婺７率炀毑僮魅藛T和專(zhuān)家的控制經(jīng)驗(yàn)與方法，模糊控制是以模糊集合論，模糊語(yǔ)言變量及模糊邏輯推理為基同步電機(jī)礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，模糊控制的突出特點(diǎn)：無(wú)需建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，適應(yīng)于解決常規(guī)控制難以解決的非線性，時(shí)變及滯后問(wèn)題，以語(yǔ)言變量代替常規(guī)的數(shù)學(xué)變量，推理過(guò)程模仿人的思維過(guò)程，借鑒專(zhuān)家的知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)，處理復(fù)雜的控制問(wèn)題。
模糊控制作為一種智能控制技術(shù)，是模糊集合理論應(yīng)用的一個(gè)重要方面，其主要思想是吸取人類(lèi)思維具有模糊性的特點(diǎn)，通過(guò)模糊邏輯推理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多不確定性系統(tǒng)的有效控制，其設(shè)計(jì)核心是模糊控制規(guī)則和隸屬度函數(shù)的確定，其一般結(jié)構(gòu)如圖1所示。
執(zhí)行器模糊控制的不足之處：本身消除穩(wěn)態(tài)誤差的性能較差，難以達(dá)到較高的控制精度，目前，模糊控制在交流控制領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得一些成果，但仍存在有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題，如基于模糊控制的交流控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，模糊控制規(guī)則難以確定，對(duì)不同的電機(jī)和運(yùn)行環(huán)境，模糊規(guī)則需要分別設(shè)計(jì)，缺乏系統(tǒng)而有規(guī)律的模糊規(guī)則設(shè)計(jì)方法等。
開(kāi)發(fā)靜態(tài)電機(jī)控制處理專(zhuān)用電路模塊和支持獨(dú)立運(yùn)行的電路技術(shù)。
電機(jī)控制需要一系列涉及磁場(chǎng)定向控制(FOC)的靜態(tài)處理，汽車(chē)水泵在每個(gè)控制周期內(nèi)MCU會(huì)采集電機(jī)電流值和角度值在計(jì)算后得出下一周期的控制值，在控制值的基礎(chǔ)上會(huì)生成PWM輸出(注3)，當(dāng)多種電機(jī)控制程序同時(shí)運(yùn)行時(shí)，對(duì)于以320MHz頻率運(yùn)行的瑞薩電子40nm汽車(chē)MCU，產(chǎn)生的總處理負(fù)荷最高可占到其CPU(注4)性能的90%，新開(kāi)發(fā)的IMTS是一種支持FOC操作的專(zhuān)用電路模塊，可在很大程度上分擔(dān)CPU的處理負(fù)荷，它以專(zhuān)用電機(jī)控制定時(shí)器電路的形式配置，鏈接緊湊，因此在每個(gè)定時(shí)器電路管理的控制周期中執(zhí)行的一系列處理—從獲取電流值和角度值到PWM信號(hào)輸出，均可獨(dú)立于CPU運(yùn)行。
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