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电磁感应电动机的自适应模糊多变量控制HasanA.Yousef*,ManalA.WahbaDepartmentofElectricalEngineering,El-Hadara,AlexandriaUniversity,Alexandria21544,Egypt摘要：这篇文章介绍了一项新的应用于电磁感应电动机的自适应模糊多变量控制技术。控制这类电动机很复杂，因为这类电动机有不确定的时间参数和未知的负载扰动。在一个静止的参考系中设计感应电动机模型的非线性的多输入多输出线性反馈控制。为了实现输入输出线性反馈控制，在不确定的非线性系统中采用了自适应模糊多变量控制。即使电动机参数的变化和未知的负载扰动，实验结果也有效的证明了这种方法的可行性。关键字：自适应控制；电磁感应电动机；模糊控制；线性反馈；非线性多变量控制系统1.前言在最近的二十年中，非线性反馈控制理的论研究有了重大的突破(Marino&Tomei,1995;Slotine&Li,1991).尤其是线性反馈控制和输入输出解耦技术应用前景广阔。电磁感应电动机非线性系统有不确定的时间参数和未知的负载扰动。在Bodson,Chiasson,andNovotnak(1994)中都提到感应电动机的非自适应输入输出线性控制是成几何级数增加的。在Chiasson(1998)中,一个简单的电磁感应电动机模型都只有电磁感应部分。在Marino,Peresada,andValigi(1993)中都涉及到感应电动机的自适应输入输出线性控制.在WangandWang(1998)中讲述了自适应控制技术应用于控制电动机转速，并检测电机电磁磁通.全局速度控制系统很稳定，但加强了转子阻力变化和负载转矩扰动。在Hu,Dawson,andQu(1994)中还提及了其它一些不确定的参数。在定子变化的模型(Jeon&Choi,2000)和转子、定子阻力未知，气隙变化的模型(Jeon,Baang,&Choi,2004)的基础上设计出了自适应反馈线性控制系统。在(Rashed,Maconnell,&Stronach,2006)中讲述了电压源电磁感应电动机的非线性自适应反馈控制.模糊逻辑系统很普遍并且应用于渐进的非线性连续运行情况(Wang,1994)。(Agamy,Yousef,&Sebakhy,2004)介绍了感应电动机的自适应模糊变量控制，(Tong,Tang,&Wang,2000)讲述了非线性系统的自适应模糊控制技术。通过设计适当的规律保证系统的稳定性，调节自适应模糊系统的参数，实现渐近稳定参考信号的跟踪。这篇论文讲述了对于感应电动机的速度和状态跟踪的非线性多输入多输出模糊控制设计过程出现在反馈输入输出线性控制中的非线性函数被近似应用于没有任何前馈动力的模糊逻辑系统。论文结构如下：第二部分讲述了感应电动机的模型。第三部分概述了自适应模糊控制。第四部分叙述了在线性反馈的基础上设计自适应模糊控制系统。第五部分展示了模拟结果。最后陈述了本论文的结论。2.感应电动机模型在静止参考系中，假设感应系数相等与电磁回路成线性关系，感应电动机的全局动力学方程式如下(Krause,Wasynczuk,&Sudhoff,1995;Marino&Tomei,1995)：x¿=f(x)+gaua+gbub¿}¿¿¿(1)其中x=[ωΨaΨbiaib]T为状态矢量，f(x)=¿[μ(Ψaib−Ψbia)−TLJ¿][−aΨa−npωΨb+aMia¿][−aΨb−npωΨa+aMib¿][abΨa+npbωΨb−γia¿]¿¿¿¿，ga=[0001σ0]T，gb=[00001σ]T，σ=Ls−M2Lr，μ=npMJLr，a=RrLr，b=MσLr，γ=M2RrσLr2+Rsσ。电动机的一些参数及命名请参考附录.。电动机的角速度ω和磁通平方和(Ψa2+Ψb2)的大小决定了电动机的输出。(1)式中的方程式h(x)定义如下：h(x)=¿[ω¿]¿¿¿¿,(2)方程式（1）和（2）描述了多输入多输出的电动机模型。通过形式转换，上述形式可化为回馈线性形式(fordetailsseeMarino&Tomei,1995)。电机的这种线性动态形式可写为如下形式：[y¿⋅¿1¿]¿¿¿¿,(3)其中β(x)为退耦矩阵β(x)=[−μσΨbμσΨa2αMσΨa2αMσΨb],(4)输入控制信号ua和ub出现在y1和y2的二阶导数中，r1=r2=2.Lf2h1和Lf2h2可以由f(x)、h1(x)和h2(x)得到Lf2h1=−μβnpω(Ψa2+Ψb2)−μ(α+γ)(Ψaib−Ψbia)−μnpω(Ψaia+Ψbib)Lf2h2=(4α2+2α2βM)(Ψa2+Ψb2)+2α2M2(ia2+ib2)+2αMnpω(Ψaib−Ψbia)−(6α2M+2αγM)(Ψaia+Ψbib)由于|β(x)|=−2αMμσ2(Ψ2+Ψ2)≠0,因此β(x)为非单数并且多输入多输出系统的输入输出线性遵循如下规则：[ua¿]¿¿¿¿,(5)其中ν=[νaνb]T是一个新...