先進(jìn)控制理論及策略在電機(jī)控制中的應(yīng)用

摘 要：對于時(shí)代的發(fā)展需要先進(jìn)技術(shù)的支持，無論是各種行業(yè)，在社會(huì)高速發(fā)展的今天都必須進(jìn)行發(fā)展革新才能跟上時(shí)代的步伐。對于電機(jī)的控制而言同樣如此，電機(jī)作為工業(yè)的必要執(zhí)行元件，其重要性可想而知，而電機(jī)控制質(zhì)量的好壞直接影響設(shè)備的生產(chǎn)能力，對此，需要穩(wěn)定高效的控制算法來進(jìn)行電機(jī)的控制。目前的先進(jìn)控制理論也在不斷發(fā)展，本文則對先進(jìn)控制理論進(jìn)行介紹研究。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)控制理論；電機(jī)控制；策略

隨著科技的發(fā)展，對于行業(yè)的發(fā)展與加工要求越來越高，因此對于控制而言提出了更高的要求。對于電機(jī)而言，其應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用場合多，對于機(jī)械生產(chǎn)、電氣控制以及平時(shí)的設(shè)備產(chǎn)品都離不開電機(jī)，而目前的發(fā)展對于電機(jī)的控制要求越來越高，傳統(tǒng)的控制方式對于電機(jī)的發(fā)展而言產(chǎn)生脫節(jié)，對此，需要更加先進(jìn)的控制方式來支撐電機(jī)控制。目前而言對于控制的方法與理論不斷發(fā)展，并且產(chǎn)生了具有了一定的效果，如今的先進(jìn)控制理論在電機(jī)控制中應(yīng)用也越來越廣泛。

1 控制理論的發(fā)展過程

1971年，德國學(xué)者Blaschke提出了交流電動(dòng)機(jī)的矢量控制，[1]打開了電機(jī)控制的大門，至此，電機(jī)控制技術(shù)高速發(fā)展，并且交流伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍越來越過，逐步替代以往老舊的直流電動(dòng)機(jī)。

1985年，德國學(xué)者Depenbrock提出直接轉(zhuǎn)矩控制理論，[2]控制定子磁鏈空間和電磁轉(zhuǎn)矩，簡化了控制系統(tǒng)，為控制理論提供了方向。

隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，控制方式慢慢向無傳感器方向發(fā)展，目前對于該方式依舊處以研發(fā)階段，并沒有廣泛的應(yīng)用，該控制方式需要繼續(xù)將強(qiáng)理論基礎(chǔ)。

直接控制的發(fā)展，該控制方式減少了機(jī)械系統(tǒng)的控制阻礙，但是卻提高了控制的難度，為此，需要進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新發(fā)展。

技術(shù)發(fā)展至今，越來越多的先進(jìn)控制理論與控制算法涌現(xiàn)出來，為電機(jī)控制發(fā)展增加了推動(dòng)力，其中較為典型的先進(jìn)控制理論有魯棒理論、智能控制以及自抗器控制。

2 魯棒控制理論的應(yīng)用

魯棒控制是指為了滿足控制系統(tǒng)的需要，在進(jìn)行實(shí)際的控制過程中在既定的參數(shù)設(shè)置好之后，便不允許進(jìn)行修改，并且能夠滿足最低的控制要求，目的是為了提高控制的可靠性。魯棒控制的最大優(yōu)點(diǎn)是其可靠性的保證，即便是在條件惡劣的條件下依舊能夠進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該控制理論是對電機(jī)工作產(chǎn)生的頻率范圍或者時(shí)間范圍來進(jìn)行控制，以此來進(jìn)行信息識(shí)別。

對于多電機(jī)的同時(shí)控制，協(xié)調(diào)運(yùn)作時(shí)需要高精度的保證，但是由于很多場合對于電機(jī)的配合要求過高，很多時(shí)候都無法準(zhǔn)確的解決，對于模型的建立與應(yīng)用十分困難，并且還具有各種干擾性因素的影響，給予這種控制環(huán)境下，魯棒控制理論則被提出應(yīng)用。由于多電機(jī)同時(shí)工作時(shí)電機(jī)的模型、負(fù)載和跟蹤曲線不確定，因此人們在多電機(jī)協(xié)調(diào)工作時(shí)進(jìn)行魯棒控制理論的應(yīng)用，例如確定每軸靜態(tài)的跟蹤誤差在模擬參考輸入中小于允許的差值范圍，則采用魯棒控制理論作為位置環(huán)補(bǔ)償器。[3]

3 智能控制理論的應(yīng)用

智能化是當(dāng)下發(fā)展的主流趨勢，尤其是在控制方面，智能化發(fā)展是主旋律，其智能化電機(jī)控制的應(yīng)用是指在電機(jī)能夠根據(jù)工作環(huán)境自行進(jìn)行控制，通過這種方式進(jìn)行柔性加工的發(fā)展，該控制理論需要多各學(xué)科的交叉控制才能夠有效完成，因此需要嚴(yán)格把握。

對于智能控制而言主要有兩種方法，分別為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和模糊控制兩種方法，這兩種方法也是智能控制的兩種基本方法。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，是對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)與控制進(jìn)行控制，通過類似于人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將各種信號(hào)進(jìn)行抽象處理，進(jìn)而進(jìn)行反饋傳輸，通過這種方式使電機(jī)能夠?qū)ν饨绲男盘?hào)變化做出恰當(dāng)?shù)姆从?，以整體提高電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與穩(wěn)定性。

模糊控制理論是以人的模糊思維新型控制，與人的語言方式類似，能夠?qū)崿F(xiàn)智能的反饋控制，通過模糊控制的方法，能夠使電機(jī)在運(yùn)行中始終處于較為理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)動(dòng)能力。

4 電抗器控制應(yīng)用

PID控制調(diào)節(jié)是當(dāng)下最為普遍也最為便利的控制方式，但是PID控制仍舊有不足之處，電抗器的提出應(yīng)用有效改善了PID調(diào)節(jié)的不足之處，采用了非線性的方式，這種方式是在原有PID控制上進(jìn)行革新，取其精化，去其糟粕，實(shí)現(xiàn)達(dá)到更為理想的控制方式。

該控制方式主要用于異步電動(dòng)機(jī)的控制，異步電動(dòng)機(jī)存在高線性、高階等特征，在實(shí)際的工作過程中，會(huì)出現(xiàn)線性耦合的現(xiàn)象，并且是在運(yùn)行過程中各因素之間相互作用影響。而自抗器屬于非線性結(jié)構(gòu)，減少了很多相互作用之間的干擾，并且能夠?qū)﹄姍C(jī)運(yùn)動(dòng)能夠進(jìn)行監(jiān)控，排除了以往的控制不良的問題，具有不錯(cuò)的控制能力。

5 總結(jié)

電機(jī)是工業(yè)設(shè)備的重要組成部分，因此，對于電機(jī)的研發(fā)與控制對工業(yè)設(shè)備的發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。本文首先對電機(jī)控制理論的發(fā)展過程進(jìn)行相應(yīng)的了解，明確當(dāng)下的控制能力與未來的發(fā)展方向，其次對目前較為先進(jìn)的控制理論進(jìn)行探討，了解目前先進(jìn)的電機(jī)控制理論的優(yōu)勢所在以及應(yīng)用范圍。在未來發(fā)展中，電機(jī)的控制理論依舊是不可避免的話題，需要繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王凡，王思文，鄭衛(wèi)剛.現(xiàn)代控制理論概述及實(shí)際應(yīng)用意義[J].網(wǎng)友世界，2012（13）：59.61.

[2]張凌云，賴豪杰.先進(jìn)控制理論及策略在電機(jī)控制中的應(yīng)用[J].電機(jī)技術(shù)，2005（2）：38.41.

[3]史國亮，孫友松，黎勉，等.1100kN伺服曲柄壓力機(jī)控制系統(tǒng)研究[J].鍛壓技術(shù)，2009，34（2）：79.82.

作者簡介：張凱強(qiáng)（1989.），男，漢族，碩士，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。