10 Векторный способ управлен асинхронным двигателем

Із сучасних методів управління двигунами змінного струму найбільш перспективним є векторне керування.

Базова система координат асинхронного двигуна орієнтується по кутовому положенню магнітного потоку ротора з яким взаємодіє струм статора, як показано на векторній діаграмі рис.2.4

Рис. 2.4

Струм статора визначає амплітуду і кутове положення магниторухомою сили статора. Вектор струму статора можна розкласти на дві складові Icd - паралельно, а Icq - перпендикулярно осі магнітного потоку ротора. Складова струму статора Icq визначає величину електромагнітного моменту асинхронного двигуна, вона використовується для формування керуючого впливу по моменту. У двигуні постійного струму момент залежить від струму якоря .

Реалізація цієї ідеї в асинхронному двигуні з короткозамкненим ротором на практиці досить складна, тому що магнітний потік ротора по осі якого здійснюється розкладання струму статора, не піддається безпосередньому виміру.

Практична реалізація векторного керування приводом змінного струму в координатах ротора або ж магнітного поля вимагає складних обчислень і обробки результатів вимірювань, включаючи і ряд нелінійних перетворень. Сюди входять і тригонометричні перетворення для необмежених змін кута, операції множення і т.д. Все це виконується на основі сучасних мікропроцесорних комплексів. Приклад структурної реалізації векторного управління, представлений на рис.2.5.

Рис. 2.5

Виміряні значення кодів струму статора і швидкості обертання надходить на вхід блоку БКСН, який розраховує компоненти Ic (Icq, Icd) і швидкості. Виходи блоку БКСН замкнуті на блок регулювання швидкості і визначення частоти ковзання РШЧК і блок БОС - обчислення вектора струму. Вихідні сигнали цих блоків формують закони ШІМ за яким управляється автономний інвертор напруги АІН.

11 Фаззі- управління

Фазі-логіка в перекладі з англійської-це нечітка, нежорстка, м'яка (Fuzzy) логіка. Її автором є Л. Заде-великий вчений в галузі теорії імпульсних систем автоматичного управління. Спочатку ця логіка розвивалася стосовно до інформаційних систем. Перше практичне застосування цієї теорії слід віднести до 1970г. - Нечітка система управління процесом приготування цементу.

Наприклад, припустимо поняття позитивно низькою літньої температури укладається в діапазон температур 4 º С ≤ t ≤ 12 º С.

Питання: точка з температурою 11,9 º С є позитивно низька?

Відповідь: так!

Питання: а для точки 12,1 º С?

Відповідь: ні!

Тут бачимо протиріччя. Для виходу з подібної ситуації в фазі-логіки такі поняття описуються фазі-множинами, які представляються точками деякої площі А, обмеженою віссю абсцис із значеннями фізичної змінної х і деякої граничної кривої μ (х), що змінюється по ординаті від нуля до одиниці. Всі точки фазі-множини Аi має властивості позитивно низька, але розрізняються за ступенем приналежності до даного терміну, що визначає функція приналежності μ (х). Функція приналежності за своїм виглядом нагадує криву нормального закону розподілу ймовірності з максимумом густини ймовірності події А в точці х = с, де μ (с) = 1 і далі зменшується до нуля, рис.2.8. При цьому раніше позначені межі температурного діапазону Т1 = 4 º С і Т2 = 12 º С втрачають властивість "позитивно низька" (PS).

Рис. 2.8.

Розподіл функції належності на вісі температур покладається на експерта. На безлічі значень х = Т º С може (за висновком експерта) розташовується цілий ряд термінів: нульова (z), позитивно низька (PS), позитивно середня (РМ), позитивно висока (РВ). З наведеного очевидно, що фазі-логіка є нечіткою, наближеною, що не має кордонів між підмножинами (термінами). Є ділянки їх перекриття, ширина яких може бути різною. Вибір значення μ (х) на ділянках перекриття (неоднозначності) вирішується за принципом об'єднаних фазі-множин з використанням принципів максимуму або мінімуму.

На рис.2.9 представлені два множення що перетинаються з функціями належності μ1 (х) μ2 (х).

Рис. 2.9.

Підмножини А1 і А2 перетинаються, тому вибір значення функції належності на ділянках ≤ х ≤с; с ≤ х ≤ оже здійснюватися:

за принципом мінімуму-К (μ1, μ2)=μ1 μ2=[μ1 (х), μ2 (х)],

або за принципом максимуму-D (μ2, μ1)=μ2 μ1=max [μ1 (х), μ2 (х)] = μ2 (х), де - - знак логічного множення, - підсумовування.

Поняття фазі-регулятора (ФР).Фазі-регулятор, як і звичайний регулятор, управляє вихідної змінної y залежно від вхідних фізичних змінних. Найчастіше ФР має два входи і один вихід. Процес перетворення вхідних фізичних змінних відбувається в три етапи, які здійснюються в трьох блоках ФР, рис.2.10.

Рис. 2.10.

Блок фазіфікаціі (Ff) перетворює вхідні фізичні змінні в значення їх функцій належності до вхідних лінгвістичним термінам.

Блок логічного висновку (Inf) на основі зводу правил, записаних в пам'яті блоку правил (БП), перетворює вхідні терміни у вихідні В з відповідними значеннями функцій приналежності μ (у).

Блок дефазифікації (Dff) здійснює зворотне перетворення вихідного терміна у фізичне керуючий вплив. Видно, що до складу алгоритму ФР входить звід правил, що зв'язують фізичні і логічні змінні на якісному рівні і функції належності, які зазвичай мають трикутну форму, рис.2.11.

Рис. 2.11.