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摘要:在很多大型生产性领域,电机控制在整个项目或工程中的作用功不可没。但是目前随着我国各方面发展的深入,各项指标与要求也相对应的达到了一个更高的层面。对于电机控制方面,仅仅依赖一些原有的传统理论或许已经不能满足这是时代发展的需求,本文将介绍一些先进控制理论及策略,来探讨其在电机控制中的应用。
关键词:先进控制理论;电机控制:时代发展;应用
电机控制在如今很多的大型企业中扮演着一个不可缺少的角色,甚至是很多工程的核心,因为很多的工程运转都离不开电机控制。但是随着我国不断地发展,各项技术水平也逐渐趋于成熟,对于电机控制的要求也更加严格。这也就应当引入更多先进的控制理论,时代发展的同时,技术也要不断精益求精。由此可见,如何利用好先进控制理论对于电机控制的发展起着至关重要的作用。
1 鲁棒控制理论的控制策略及在电机控制中的应用
1.1 鲁棒控制理论及策略
提起鲁棒控制理论,想必对于非专业人士可能会觉得是一头雾水,但是对于一些管理控制操作环境的人来说,鲁棒控制理论或许再熟悉不过了。鲁棒控制简单而言,就是为了控制系统的安全性能而设置的。举个简单的例子,在常见的操作环境中,倘若电机控制的相关参数被设定好,那么之后就不能对其再进行有效修改。使用鲁棒控制系统的原因有很多,但是他作为先进控制技术的一种,最有代表性的一个特点就是它是针对整个控制系统最坏情况所设计的。根据不同的情况,控制系统的实时控制能力也会有着很大的差别,比如可能会受到一些硬件设备的干扰,亦或是人为操作的屏蔽,但是有了鲁棒控制系统,这一切问题显得就被化解的很巧妙。在现如今越来越多的工业应用中,鲁棒控制系统渐渐走入了人们的视线,也被更多的人广泛使用,因为在电机控制方面,最坏因素是必须要被考虑的,而鲁棒控制系统的存在就是根据最坏情况所提出的。
1.2 鲁棒控制理论在电机控制中的应用
在大型工程中,想必系统之间的控制都是相互有联系的,就相当于多米诺骨牌效应,环环相扣。倘若中间某一个系统出错,那么可能导致的将是整个工程耗费巨大的资产,但是如果可以在控制他们的协调性能方面做出相应的改善,有更好的容错率,那么很多情况都是可以避免的。而且,尽管我们的现在科学技术比较成熟,但是没有哪一个系统会是绝对安全、可靠的,也正是越来越多的不确定性推进了鲁棒控制的产生与兴起。上段提到了鲁棒控制的相关原理,可见提起最坏环境,我们就能想到利用鲁棒控制系统。举个简单的例子,我们要对系统运转时的数据进行实施的检测与跟踪,我们可以在参考值区域输入我们的可允许范围误差,这样当检测到不合格的数据时便会向我们发来信息,就可以利用鲁棒控制系统的位置环补偿器,更加快速、有效的解决一些错误。每个系统都有自己的优缺点,鲁棒控制系统亦是如此,但是如果想要对最坏情况下的系统做出较高的要求,那么鲁棒控制系统就体现出了他在此方面的优越性。
2 智能控制理论的控制策略及在电机控制中的应用
2.1 智能控制理论及策略
提起智能二字,想必如今的大部分人都不会陌生。21世纪,智能二字显得格外耀眼,智能手机,智能汽车,智能机器人等等层出不穷。智能的出现很大程度上使我们的生活变得更加便捷,但是除此之外,在工程中仍然起着不可或缺的作用。智能控制理论简单而言,大多数是针对无人情况下,通过该理论对电机进行控制,同时有效的完成所要求的工作。看似描述起来简单的一个理论,但是在实际的应用过程中,所耗费的精力与资源要比想象中的大得多。智能的要求相比于其他的可能对于整体技术要有着更加精湛的技术,现在许多还是采用人工控制,但是一旦采用智能技术,可能人力就会被淘汰,一切都交给机器来自主操作,我们就要将其的各项参数设置到一个最为高效的范围内。
其中他所涉猎的领域较多,比如有计算机、系统运转、人工智能等等的运用,通过近期科研人员反复多次的探索、创新,如今的理论有了一定的突破,其中神经网络与模糊逻辑是被利用的比较广泛的。
2.2 智能控制理论的应用
首先我们简单对神经网络控制系统进行剖析,对于神经网络,我们联想到的会是神经元。没错,神经元存在于我们的大脑神经系统中,他们之间进行相互连接,支撑起了我们的整个神经系统。智能控制理论中的神经网络就是参考的人脑,在电机控制过程中,这些神经元彼此之间的并行结构组成,使整个系统的可靠性更强,大大降低了出错率。在控制方面,也更加简单易行,对于系统中信息的检测有着更强的能力。
接着我们再来探讨一下模糊控制系统,模糊控制系统和神经网络的研发是差不多的,该系统是根据人类语言提出的,其很大程度上利用了Zadeh所创立的模糊数学。所谓模糊,给人的感觉像是不精确,不知道具体是属于哪一个数值,但是在电机控制中,这个理论的存在有着他独特的意义。在对整个系统的信息检测中,不同的数据是应当被归到不同的类别中,在自己最合适的工作区域,其工作效率也就会达到最大。在电机控制中,我们肯定是希望每一项数据都极为精确,但是伴随着数值的精确程度,对其的多方面耗费也会显著升高。在整个复杂系统中,可能处理数据的时候不像一个两个那么简单,我们要兼顾的是整个系统中所有数据,为了保证整体的合理性,以往过于精确的系统可能不再适合我们使用,模糊控制系统的优点在此体现。
3 自抗扰控制器的控制策略及在电机控制中的应用
3.1 自抗扰控制器的控制策略
看到名字,顾名思义就会想到抗干扰性,事实正是如此。自抗扰控制器的兴起相对于以往的PID控制器有了一定质的飞跃,自抗扰控制器的结构是非线性结构,同时兼顾了前文提到的鲁棒控制的鲁棒性,还有更加高的适应性,这都能保证对数据的控制有着更好的处理能力。在系统运转中,难免会受到外界的干扰,但是利用自抗扰控制器酒能一定程度上解决部分干扰,让整体的系统仍然有着高效的运转。尽管自抗扰控制器也不是十全十美的,它的工作范围也会被限定在某一区间,但是整体而言,它的优点使得它能够更好的控制电机。
3.2 自抗扰控制器在电机控制的应用
在电动机的工作运转中,存在许多的变量,这些变量的存在,很大程度上也使得系统在正常运转时具有一定的不确定性。比如在工作过程中,产生的线性耦合作用很可能会使一些硬件或者整体的运转出现错误,情节严重的话可能会因此导致整个系统的崩溃。综上所述,自抗扰控制器的提出可以很好的解决在运转过程中产生的线性耦合作用,当解除了这一问题后,对于整个工程来说可能就是解决了拦路虎。因为在电机控制的过程中,出现一些具有很强的干扰性的东西是十分常见的,有的可能对于电机运转的影响力微乎其微,但是有的或许就没有想象中的那么容易解决了。各有各的优缺点,当想要很高效的解决强耦合作用时,自抗扰控制器就会是一个不错的选择。
4 结束语
本文主要讲述了三种先进控制理论,通过这三种先进理论我们不难发现,每一种理论主要针对的是特定情况,比如鲁棒控制理论是针对整体最坏的情况所提出的;智能控制理论是为了增强系统整体的稳定性所提出的,各有所长,但同时也都具有一定的缺点。我相信奋战在前线的科研人员们定会总结出更加全面的先进控制理论,向他们致敬。
参考文献:
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