電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望:淺析井下大功率電機(jī)絕緣檢測與溫度控制技術(shù)

【摘 要】充分利用預(yù)埋在電機(jī)定子內(nèi)部的測溫元件和電加熱器，為電機(jī)提供穩(wěn)定、精準(zhǔn)、可靠的溫度保護(hù)，對電機(jī)實(shí)施自動精細(xì)管理和精心的呵護(hù)養(yǎng)護(hù)，對有效延長電機(jī)的使用壽命，延長電機(jī)的大修周期有積極且重大的意義。本文主要分析了井下大功率電機(jī)絕緣檢測與溫度控制技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】井下大功率電機(jī)；絕緣檢測；溫度控制

井下大功率電機(jī)是煤炭生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，由于煤礦井下工作環(huán)境復(fù)雜、惡劣，電機(jī)的運(yùn)行工況下變化較大，各種原因引起電機(jī)啟停頻繁，電機(jī)自身溫度變化過大，從而引起內(nèi)部絕緣的相應(yīng)變化。礦用電機(jī)都是由不均質(zhì)體組成。從電機(jī)的構(gòu)成材料來看，組成材料有多種，各種材料的溫度特性、膨脹系數(shù)也都不相同。這樣，電機(jī)溫度的驟升或驟降對電機(jī)影響很大，突出表現(xiàn)在各種材料間由于膨脹系數(shù)不同而出現(xiàn)相對移動，材料間出現(xiàn)間隙、裂縫。隨著時間的延長，繞組在定子槽內(nèi)松動，氣隙大到一定程度，繞組將產(chǎn)生振動。我們知道，繞組在電機(jī)工作過程中受到電磁力、繞組振動的影響，會加劇氣隙的擴(kuò)大，同時也加劇了電機(jī)耐壓和絕緣能力的降低，加劇了電機(jī)繞組本身密閉絕緣漆的漲裂、磨損，以及磁損增大。最嚴(yán)重的情況是通過電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子的硅鋼片的短接造成線圈兩相或三相短路，這種情況的發(fā)生將造成定子或轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?zé)邸⒆冃巍髲U。所以對井下大功率電機(jī)絕緣和溫度變化的安全運(yùn)行研究具有重要的意義，受到許多煤礦企業(yè)的重視。

一、對井下大功率電機(jī)絕緣檢測與溫度控制技術(shù)研究的必要性

煤礦井下環(huán)境惡劣，負(fù)荷變動大，工況不穩(wěn)定，再加上巷道內(nèi)散熱條件差，礦用電機(jī)由于長期運(yùn)行，絕緣強(qiáng)度易下降。由于電機(jī)升溫時間較短，運(yùn)轉(zhuǎn)速度較快，耗能也大；且啟動過程中的急速升溫或停機(jī)時的急速降溫，由多種材料組成的電機(jī)定子不均質(zhì)體中每種材料的膨脹系數(shù)不同，材料間將出現(xiàn)間隙、裂縫和相對移動。導(dǎo)致定子鐵心中各種材料間的有機(jī)體遭到破壞，鐵心內(nèi)環(huán)境遭到破壞，形成隨溫度變化的局部氣隙呼吸現(xiàn)象，導(dǎo)致材料絕緣間出現(xiàn)氣隙或空氣氣囊，導(dǎo)致電機(jī)定子繞組絕緣降低，使電機(jī)工作過程中磁損耗增加，會加劇氣隙的擴(kuò)大，同時也加劇了電機(jī)繞組本身密閉絕緣漆的漲裂、磨損，加劇電機(jī)耐壓和絕緣能力的降低。最嚴(yán)重的情況是通過電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子的硅鋼片的短接造成線圈兩相或三相短路，以致電機(jī)不能正常啟動和工作，效率降低，甚至造成定子或轉(zhuǎn)子嚴(yán)重變形、燒熔、報廢，即浪費(fèi)電能又縮短電機(jī)壽命，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

二、電機(jī)定子絕緣檢測技術(shù)

（一）定子槽楔松動的原因

大型電機(jī)在長期的運(yùn)行過程中，由于溫度的驟變會產(chǎn)生氣囊，定子線棒又受到電磁力的作用會產(chǎn)生振動.由于端部所受電磁振動力的頻率是電網(wǎng)頻率的兩倍，切向、軸向分量較少，以徑向?yàn)橹鳎瑸轭悪E圓形，因此當(dāng)端部繞組的固有頻率接近二倍工頻時，尤其當(dāng)端部繞組振形為橢圓形時，繞組將發(fā)生諧振，使氣囊變成空洞。長時問處于諧振狀態(tài)，運(yùn)行中就可能因振動幅值增大而發(fā)生端部繞組和結(jié)構(gòu)件松動、磨損、絕緣損壞，同時由于定子鐵心顫動、主絕緣輕微的熱脹冷縮等，造成槽楔嚴(yán)重松動，部分脫落，同時槽楔松動脫落加劇線棒的振動，且劃傷轉(zhuǎn)子絕緣和定子絕緣，造成定子線棒主絕緣擊穿，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。

（二）定子槽楔松動的危害

由于定子鐵心槽內(nèi)的線棒是疊繞式的，上、下層各有一根不同相別的線棒，機(jī)組在運(yùn)行過程中，同一槽內(nèi)的線棒由于電磁力的作用，由于氣囊的存在，槽楔松動，則線棒會產(chǎn)生低頻電磁振動，線圈在槽內(nèi)可能會徑向串動，磨損主絕緣，可能會造成對地短路。

（三）解決措施

為此，定子線棒嵌入定子槽以后利用槽楔等將其緊固是很重要的一個環(huán)節(jié)。然而，這種傳統(tǒng)的槽部固定方式，由于結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的缺點(diǎn)，不能保證槽部線棒長時間緊固，所以在發(fā)電機(jī)大修時必須重新打緊松動了的槽楔，松動槽楔的檢測和重打緊對保證大型發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行有著重要意義。

三、電機(jī)溫度保護(hù)措施

對電機(jī)進(jìn)行溫度保護(hù)，有兩個方向的含義：一方面是電機(jī)運(yùn)行過程中，突然遭遇高電壓、低電壓、負(fù)載突增等情況，這種情況無疑也會導(dǎo)致電機(jī)溫度驟增，這種情況的溫度保護(hù)一般體現(xiàn)在電機(jī)的繼電保護(hù)或微護(hù)（計算機(jī)綜合保護(hù)）領(lǐng)域。一般采用的方法是對電機(jī)溫度設(shè)一個報警極限值和跳閘保護(hù)極限值。

另一方面，電機(jī)的溫度保護(hù)體現(xiàn)在電機(jī)停機(jī)后，電機(jī)在停機(jī)后一般采取兩種方法：一種是置之不理，電機(jī)在停機(jī)后不進(jìn)行停機(jī)溫度管理，另一種是在停機(jī)后，把預(yù)埋在電機(jī)定子中的電加熱器全壓投入。

四、結(jié)論

采用嵌入式微型計算機(jī)為核心控制模塊與PWM調(diào)制控制裝置相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大功率電機(jī)的溫度精細(xì)控制；項(xiàng)目以先進(jìn)的模糊控制理論為基礎(chǔ)，融合多模塊智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤礦井下大功率電機(jī)定子的絕緣保護(hù)與在線檢測，為井下大功率電機(jī)的正常安全運(yùn)行提供了技術(shù)性保障。主要表現(xiàn)在如下內(nèi)容：

（一）實(shí)現(xiàn)嵌入式微型計算機(jī)為核心控制模塊與PWM調(diào)制控制裝置相結(jié)合，改善了井下大功率電機(jī)絕緣；

（二）實(shí)現(xiàn)嵌入式微型計算機(jī)為核心控制模塊與PWM調(diào)制控制裝置相結(jié)合，達(dá)到了對溫度變化的無諧波下的精細(xì)控制；

（三）采取集散式模糊控制理論，完善了大功率電機(jī)的在線溫度檢測與控制，確保了電機(jī)的安全運(yùn)行；

（四）利用自動檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)大功率電機(jī)的啟動、停機(jī)制動狀態(tài)檢測下，通過溫度變化對電機(jī)定子絕緣保護(hù)，提高了大功率電機(jī)安全運(yùn)行可靠程度，延長了電機(jī)壽命和減少維修；

（五）開發(fā)的控制裝置可以一臺裝置控制多臺電機(jī)的溫度變化。

電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望:超聲波電機(jī)電學(xué)匹配與控制技術(shù)研究

【摘要】由于微機(jī)電領(lǐng)域中超聲波電機(jī)得到越來越的關(guān)注，其伺服控制技術(shù)的研究也越來越廣泛。筆者首先對超聲波電機(jī)進(jìn)行電學(xué)分析。之后分析了超聲電機(jī)3種控制變量，研究其控制特點(diǎn)及他們與控制目標(biāo)的關(guān)系。指出結(jié)合調(diào)頻調(diào)相調(diào)幅等多種控制方式，綜合多種先進(jìn)控制策略的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超聲電機(jī)的速度、位置、能量轉(zhuǎn)換效率和電機(jī)壽命等多目標(biāo)優(yōu)化控制，將是超聲電機(jī)伺服控制的發(fā)展方向。之后分析了目前超聲電機(jī)控制系統(tǒng)常見的三種控制器，指出用DSP為核心的控制器將是其控制系統(tǒng)的首選。

【關(guān)鍵詞】超聲電機(jī);電學(xué)匹配;控制器;控制變量;控制策略

引言

超聲電機(jī)（ultrasonic motor，USM）是利用壓電效應(yīng)為原理，用特殊材料制作的一種新型微特電機(jī)。

它與傳統(tǒng)的電機(jī)有本質(zhì)的區(qū)別不同，沒有磁極和繞組，不依靠電磁相互作用來傳遞能量，而是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)和超聲振動，將定子的微觀變形通過共振放大和定轉(zhuǎn)子間的摩擦耦合轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)子的宏觀運(yùn)動[1]。由于超聲電機(jī)特殊的工作原理，它具有很多傳統(tǒng)電磁電機(jī)無法比擬的優(yōu)越性能，如低速大力矩、響應(yīng)速度快、保持力矩大和結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。超聲電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)使得它非常適合于非連續(xù)運(yùn)動的伺服控制及直接驅(qū)動。

但超聲電機(jī)是一種強(qiáng)非線性的時變系統(tǒng)，很難得到精確的數(shù)學(xué)模型，難于實(shí)現(xiàn)超聲電機(jī)的高性能伺服控制[2]。

超聲電機(jī)在非連續(xù)的運(yùn)動伺服控制領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，吸引了國內(nèi)外許多學(xué)者對超聲電機(jī)伺服控制技術(shù)進(jìn)行研究，本文對超聲電機(jī)伺服控制所涉及的控制器、控制變量、控制目標(biāo)和控制策略等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1.超聲波電機(jī)的電學(xué)匹配

電學(xué)匹配對超聲電機(jī)具有重要意義，它直接決定超聲電機(jī)運(yùn)行的性能，在驅(qū)動系統(tǒng)中占有重要的地位。用開關(guān)電源輸出的方波驅(qū)動超聲電機(jī)時，其所含高次諧波會激發(fā)出超聲電機(jī)的非工作振動模態(tài)，必然影響電機(jī)的工作狀態(tài)。

以往常用串聯(lián)電感濾波，但串聯(lián)電感與容性的超聲電機(jī)產(chǎn)生諧振。單純串聯(lián)電感雖然能起到很好的濾波效果，但無法調(diào)整電機(jī)本身諧振峰與串聯(lián)電感后的諧振峰的重疊區(qū)間，可能造成電機(jī)上電壓過高、過低或者電壓隨頻率變化劇烈，造成超聲電機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定[3]。

超聲電機(jī)是通過滿足一定時間和空間關(guān)系的壓電陶瓷疊加而成。每一路振動由一組壓電陶瓷驅(qū)動，以圓形陶瓷壓電片為例，其上會被施加兩對電壓，可以用一個等效電路表達(dá)每組壓電陶瓷與金屬彈性體組成的復(fù)合體的等效電學(xué)關(guān)系，從而轉(zhuǎn)化成兩路等效電路。

任意一路振動在諧振頻率附近空載時的等效電路是又三個電路并聯(lián)組成，分別為一個電阻，一個容，和一個電阻電感電容串聯(lián)而成的電路[4]。

2.控制變量分析

超聲電機(jī)的控制變量有：電機(jī)兩相輸入電壓幅值、頻率、相位差。

保持施加在超聲電機(jī)上UA、UB兩相電壓頻率不變，兩相電壓相位差固定為90o，改變電壓的幅值，可調(diào)節(jié)超聲定子振動的振幅，從而改變電機(jī)的速度。利用電機(jī)輸入電壓幅值作為控制變量，調(diào)速范圍較小，低速時轉(zhuǎn)矩小，甚至不能使電機(jī)啟動，所以在實(shí)際控制中一般不能把電壓幅值作為單一的控制變量來實(shí)現(xiàn)超聲波電機(jī)的調(diào)速。

保持兩相輸入電壓幅值不變，兩相電壓的相位差固定為90o，固定兩相驅(qū)動電壓的頻率為f=38.5kHz，通過調(diào)節(jié)兩相輸入電壓的相位差，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且能夠平穩(wěn)的停止。兩相驅(qū)動信號相差90o時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速最大，此時效率也最高。

要實(shí)現(xiàn)超聲電機(jī)快速而精確控制，其控制變量應(yīng)由單一的電壓幅、頻率或相位差控制，向3個控制變量相結(jié)合轉(zhuǎn)變。

3.控制器分析

超聲電機(jī)伺服控制系統(tǒng)通常由控制器、驅(qū)動放大電路、超聲電機(jī)、負(fù)載、編碼器等組成。控制器是超聲電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的指揮中心，借鑒傳統(tǒng)電磁電機(jī)控制器并結(jié)合超聲電機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行選取，主要有：以單片機(jī)作為控制器，用通用計算機(jī)作為控制器，以DSP作為控制器。

利用單片機(jī)作為電機(jī)控制器，成本低，可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制算法，如曾經(jīng)有人利用單片機(jī)對超聲波直線電機(jī)的運(yùn)動位置進(jìn)行控制。但由于單片機(jī)一般采用馮諾依曼總線結(jié)構(gòu)，處理器速度有限，難滿足運(yùn)算量較大的實(shí)時信號處理的需要，一些復(fù)雜的控制算法在單片機(jī)上難以實(shí)現(xiàn)[5]。

利用通用計算機(jī)的高速度、強(qiáng)大運(yùn)算能力和方便的編程環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)高性能、高精確度、復(fù)雜的控制算法。但這種控制器體積過大，難以應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。

這種控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法可用于控制軟件的仿真研究，或者用作上位機(jī)，與下層的實(shí)時系統(tǒng)一起構(gòu)成兩級或多級控制系統(tǒng)。利用LABVIEW可以對其控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，虛擬儀器技術(shù)的運(yùn)用，可以很好的仿真超聲波電機(jī)電壓頻率、相位、幅值的控制。

DSP控制器采用哈佛結(jié)構(gòu)，分別采用獨(dú)立的總線來訪問程序和數(shù)據(jù)存儲空間，配合片內(nèi)硬件乘法器、指令的流水線操作和優(yōu)化的指令集，可以較好地滿足伺服控制系統(tǒng)的實(shí)時性要求，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，智能控制策略，其體積也比以通用計算機(jī)小得多[6]。另外，許多DSP廠家開發(fā)了專門用于電磁電機(jī)的控制器，這些DSP控制器集成了高性能的DSP核，大容量的片上存儲器和專用的運(yùn)動控制外設(shè)電路。顯然DSP的控制方式最為合理。

4.結(jié)論與展望

超聲電機(jī)作為一種新型電機(jī)，它具有許多傳統(tǒng)電磁電機(jī)所沒有的優(yōu)點(diǎn)，同時具有強(qiáng)非線性和時變性，為實(shí)現(xiàn)超聲電機(jī)的高性能伺服控制，首先應(yīng)該對其等效電路進(jìn)行分析。除改善超聲電機(jī)本身的性能，提高效率以外，驅(qū)動與伺服控制方面也研究的重點(diǎn)，如控制器及驅(qū)動放大電路集成，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)小型化;多控制變量、多控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn);采用先進(jìn)的控制策略，模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、魯棒控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制等多種控制策略有效結(jié)合等。

電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望:交流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展與展望

【摘要】引言與直流電機(jī)相比,交流電動機(jī)是多變量,強(qiáng)耦和的非線形系統(tǒng),要實(shí)現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)矩控制非常困難。闡述了交流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用及發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】 電機(jī)控制技術(shù)； 交流電動機(jī)； 控制問題

前言

20世紀(jì)70年代德國工程師F.Blaschke首先提出異步電動機(jī)矢量控制理論來解決交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制問題。1985年，德國的Depenbrock教授提出了異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制方法。近年來，矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)不斷發(fā)展，且有各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代控制理論和電子技術(shù)的發(fā)展，各種控制方法和器件不斷出現(xiàn)。

一、矢量控制技術(shù)的現(xiàn)狀與展望

1.、矢量控制新技術(shù)

磁通的快速控制：在直接磁場定向矢量控制異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，利用磁鏈預(yù)測值進(jìn)行磁通快速控制的方法。

參數(shù)辨識和調(diào)節(jié)器自整定：基于模型參考自適應(yīng)算法的一慣性系統(tǒng)及二慣性系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量參數(shù)的辨識方法。

非線性自抗擾控制器：在異步電動機(jī)系統(tǒng)的動態(tài)方程中，用自抗擾控制器取代經(jīng)典PID控制器進(jìn)行控制。

矩陣式變換器：一種適用于矩陣式變換器驅(qū)動異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的組合控制策略，同時實(shí)現(xiàn)了矩陣式變換器的空間矢量調(diào)制和異步電動機(jī)的直接磁場定向矢量控制。

2、矢量控制技術(shù)的發(fā)展

矢量采用高速電動機(jī)控制專用DSP、嵌入式實(shí)時軟件操作系統(tǒng)，開發(fā)更實(shí)用的轉(zhuǎn)子磁場定向方法和精確的磁通觀測器，使變頻器獲得高起動轉(zhuǎn)矩、高過載能力，將是未來矢量控制技術(shù)的重要發(fā)展方向。無速度傳感器的交流異步電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和永磁電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制也是開發(fā)熱點(diǎn)之一。永磁電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)由于它的高效、高功率因數(shù)、高可靠性而得到越來越多的關(guān)注。無刷電動機(jī)的無位置傳感器控制和正弦波電流控制，在應(yīng)用方面已趨成熟。開關(guān)磁阻電動機(jī)在許多領(lǐng)域應(yīng)用也取得了很多進(jìn)展。

二、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀與展望

1、直接轉(zhuǎn)矩控制新技術(shù)

直接轉(zhuǎn)矩?zé)o差拍控制是基于離散化直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)提出來的一種控制方法。無差拍控制可以在一個控制周期內(nèi)，完全消除定子磁鏈模值和電磁轉(zhuǎn)矩的動、靜態(tài)誤差，消除由于使用滯環(huán)比較器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動，使電機(jī)可以運(yùn)行在極低速下，擴(kuò)大了調(diào)速范圍。

轉(zhuǎn)矩(磁鏈)跟蹤預(yù)測控制方法認(rèn)為磁鏈模值已經(jīng)被準(zhǔn)確控制或只發(fā)生緩慢地變化，沒有考慮磁鏈模值的控制問題。對磁鏈和轉(zhuǎn)矩都進(jìn)行了預(yù)測跟蹤控制，控制效果明顯優(yōu)于單純的轉(zhuǎn)矩跟蹤預(yù)測控制。

直接解耦控制(DDe)有兩種方法，一種是預(yù)測直接解耦控制(P-DDC)，另一種是使用PI調(diào)節(jié)器的直接解耦控制(PI-DDC)。PI-DDC控制方法具有很好的動、靜態(tài)特性，能夠在很大程度上消除轉(zhuǎn)矩脈動，即使在極低速條件下，轉(zhuǎn)矩脈動也非常小。

PI調(diào)節(jié)器控制是使用PI調(diào)節(jié)器輸出定子電壓矢量的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，其中磁鏈調(diào)節(jié)器AψR和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器ATR都使用PI調(diào)節(jié)器，通過兩個PI調(diào)節(jié)器給出相應(yīng)定子電壓分量，提高控制系統(tǒng)對參數(shù)變化的魯棒性，同時也減少了控制算法的計算量。

間接轉(zhuǎn)矩控制是通過計算相鄰控制周期的磁鏈增量來決定定子電壓空間矢量，并且在保證磁鏈軌跡為圓形的條件下，對電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。

2、直接轉(zhuǎn)矩控制的發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)必將有所突破。一是交流調(diào)速向高頻化方向發(fā)展，進(jìn)一步提高控制性能，消除脈動，其中空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)和軟關(guān)斷技術(shù)又是重點(diǎn)。二是與智能控制相結(jié)合，使交流調(diào)速系統(tǒng)的性能有一個根本的提高，這是直接轉(zhuǎn)矩控制的未來。

先進(jìn)控制理論在電機(jī)控制中的應(yīng)用

模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

模糊控制是根據(jù)人工控制規(guī)則組織控制規(guī)則決策表，采用人類思維中模糊量、控制量，由模糊推理導(dǎo)出。典型應(yīng)用如：用于電機(jī)速度控制的模糊控制器；模糊邏輯在電機(jī)模型及參數(shù)辨識中的應(yīng)用；基于模糊邏輯的異步電動機(jī)效率優(yōu)化控制；基于模糊邏輯的智能逆變器等。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是人腦神經(jīng)系統(tǒng)的某種簡化抽象和模擬，由大量的簡單的神經(jīng)元互相連接形成的高度復(fù)雜的非線性系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有逼近任意非線性函數(shù)的功能、高容錯性、多輸入輸出特性，易用于多變量系統(tǒng)的控制。

三、魯棒控制和自抗擾控制器

魯棒控制是針對時間域或頻率域來說的，一般假設(shè)過程動態(tài)特性的信息和它的變化范圍。算法不需要精確的過程模型，但需要離線辨識。近年來，在多電機(jī)協(xié)調(diào)控制中有重要的應(yīng)用。

自抗擾控制器利用非線性結(jié)構(gòu)克服經(jīng)典PID的缺陷，抵消和估計出異步電動機(jī)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)中，同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中定子電壓方程存在的非線性耦合作用，使電機(jī)定子電流的轉(zhuǎn)矩分量與勵磁分量的相互影響，主要用于異步電動機(jī)的非線性控制。

復(fù)合控制

也可以將上述幾種控制方法組合起來使用，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)模復(fù)合控制；模糊與變結(jié)構(gòu)控制，在滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中用模糊控制取代Bang-Bang控制；滑模、模糊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合控制；自調(diào)整模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)路滑模變結(jié)構(gòu)控制等。

電機(jī)控制相關(guān)技術(shù)的發(fā)展

電機(jī)控制器電路集成化

目前用于電機(jī)控制的集成電路可分為三大類：電機(jī)控制專用集成電路(ASIC)、專門為電機(jī)控制設(shè)計的MCU和DSP。電路集成有兩個途徑，一是將電動機(jī)控制器和中等電流功率MOSFET集成在一個芯片上。二是將硬件和程序基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)放在一個模塊里，如數(shù)字式智能電機(jī)控制模塊，它集單片機(jī)數(shù)字化控制、鍵盤操作、LED顯示電路于一身，通過設(shè)定可實(shí)現(xiàn)壘壓起動、軟起動、斜坡起動、階躍起動，限流起動、限壓起動、節(jié)能運(yùn)行并可實(shí)現(xiàn)軟停車。另外，把微處理器、微控制器和數(shù)字信號處理器的能力集中于一塊芯片上，能解決大多數(shù)工程問題。對于少數(shù)需要大量并行處理的電機(jī)控制，可以采用專用的控制芯片，如FPGA或ASIC芯片。

電機(jī)控制微控制器的應(yīng)用

MCU側(cè)重于I/O接口的數(shù)量和可編程存儲器的大小，非常適用于有大量的I/O操作的場合，應(yīng)用于一些精度要求不高的電機(jī)控制系統(tǒng)中。

數(shù)字信號處理器(DSP)的應(yīng)用

DSP芯片內(nèi)部集成了模／數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字輸入／輸出、串口通信，電機(jī)控制PWM信號輸出等接口，因此使得電機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計更加靈活、簡易。DSP的特長在于高速運(yùn)算，側(cè)重于運(yùn)算速度，DSP一般用于高檔工業(yè)電動機(jī)控制中，如伺服電動機(jī)控制。近年來，隨著DSP價格的降低，逐漸用DSP代替MCU實(shí)現(xiàn)電動機(jī)控制。

未來，具有更高速、方便的周邊功能模塊的電機(jī)專用DSP是電機(jī)控制微處理器的方向。直接集成FPGA、CPLD等大規(guī)模邏輯器件，將兩者的優(yōu)勢相結(jié)合，設(shè)計混合式CPU/DSP也是發(fā)展方向之一。更高效的支持C/C++等高級語言編程，采用更強(qiáng)大的集成調(diào)試環(huán)境，從硬件上更好地支持實(shí)時在線調(diào)試，實(shí)時操作系統(tǒng)在控制系統(tǒng)軟件中的應(yīng)用是軟件方面的發(fā)展方向。

四結(jié)語

目前，異步電動機(jī)矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)乃至無傳感器的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)已實(shí)用化，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)控制狀態(tài)觀測器等方法已得到廣泛采用。未來，交流電機(jī)控制技術(shù)將隨控制理論、計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，圍繞解決異步電動機(jī)非解藕性及參數(shù)依賴性等問題，致力于新的控制策略、器件及系統(tǒng)的研究。