交流电机控制系统的控制算法综述

1、引言

　　
　　随着电力电子器件及微电子器件的迅速发展，以及现代控制理论在交流调速传动中的
具体应用，从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、大范围传动；从单机传动到多
机传动协调运转，几乎都可采用交流传动。但交流电机本质上是一个非线性的被控对象，电
机参数在实际应用中会发生变化，而且可能存在比较严重的外部干扰。经典控制理论不能克
服负载、模型参数的大范围变化及非线性因素的影响，因而控制性能将会受到影响。要获得
高性能的交流电机控制系统，就必须研究先进的控制算法以弥补经典控制的缺陷和不足。近
年来，随着现代控制理论的发展，先进控制算法被广泛应用于交流电机控制系统，例如自
适应控制、滑模变结构控制、神经网络控制、模糊控制等，并取得一定成果。因此，这里将简
要介绍目前交流电机控制系统中应用较多的几种控制算法。
　　
　　

2、交流电机控制系统的控制算法

　　
　　

2．1、PI 控制

　　
　　

PI 控制器以其简单、有效、实用的特性，广泛应用于交流电机控制系统。交流电机调速

系统的速度环和电流环调节器均使用

PI 控制器。但交流电机是一个强耦合的非线性对象，

并且其应用环境较为复杂且常常存在各种干扰，电机参数也会在运行过程中发生变化。因此，
PI 控制器在交流电机调速中由于自身特点还存在不足，例如：PI 控制器直接获取目标和实
际之间的误差，这样就会由于初始控制力太大而出现超调，从而无法解决快速性和稳定性
之间的矛盾；控制过程中，

PI 参数一旦确定，则无法在线自调整以适应对象参数的变化，

即同一

PI 参数一般难以适用不同电机转速；PI 控制器参数适用控制对象范围小。所以交流

电机采用

PI 控制难以取得令人满意的调速性能，尤其是在对控制精度要求较高的场合。近

年来，出现了模糊

PI、自适应 PI、神经网络 PI 等新型 PI 控制器，在一定程度上改善、提高了

交流电机的调速性能。
　　
　　

2．2、模糊控制

　　
　　模糊控制是利用模糊集合来刻画人们日常所使用概念中的模糊性，使控制器更逼真模
仿熟练操作人员和专家的控制经验与方法。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊
逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。模糊控制的突出特点：无需建立被控对象的精确数
学模型；系统的鲁棒性强，适应于解决常规控制难以解决的非线性、时变及滞后问题；以语
言变量代替常规的数学变量；推理过程模仿人的思维过程，借鉴专家的知识、经验，处理复
杂的控制问题。