[发明专利]基于模糊控制的励磁发电机控制器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊控制的励磁发电机控制器，包括稳态励磁控制器、动态励磁控制器，所述稳态励磁控制器的输入端输入发电机转子转速以及负载电流，所述稳态励磁控制器通过PID控制算法输出PWM1信号，所述动态磁力控制器通过模糊控制算法对输入的发电机转子转速以及负载电流进行处理后输出△PWM1，所述PWM1信号、△PWM1信号叠加对励磁功率模块中的功率管进行控制。本发明的优点在于：基于模糊控制设计励磁发电机的动态励磁控制器对负载电流和转速波动能够有效抑制，实现输出电压的高精度稳定控制。

技术领域

本发明涉及励磁发电机控制领域，特别涉及一种基于模糊控制的励磁发电机控制器及其控制方法，具有高精度稳压输出的模糊控制励磁控制器，该励磁控制器能够有效弥补动态转速和负载电流对励磁发电机输出电压稳定性的影响，最终实现高精度稳压输出。

背景技术

发电机可以分为永磁发电机和励磁发电机，永磁发电机励磁磁场是永磁体产生，永磁体既是磁源，又是磁路组成部分，而励磁发电机励磁磁场是外部励磁系统提供励磁电流，考虑到永磁发电机励磁磁场不可控、不可逆退磁、制造成本昂贵等问题，励磁发电机得到广泛的应用。

传统励磁控制系统为机械式控制系统，主要由电动机、滑动变阻器、行程开关等机械部件构成。在转速降低或者负载增加后，电动机带动滑动变阻器运动进行增磁操作，最终稳定于设定电压；在转速增加或者负载减小后，电动机带动滑动变阻器运动进行减磁操作，最终稳定于设定电压。机械式励磁控制系统依靠电动机、滑动变阻器、行程开关等机械部件联合配合才能实现功能，存在设定电压调节慢、精度低、稳定性差等问题。

随着电力电子器件和控制理论的快速发展，电子式励磁控制系统逐渐取代传统的机械式励磁控制系统，主要由励磁功率模块、励磁控制器等电子部件构成，

励磁功率模块给励磁转子提供励磁电流，作为励磁控制系统的励磁电源部分；励磁控制器依据输入信号和设定准则控制励磁电源大小，进而实现转子磁场的控制。在转速降低或者电流负载增加后，励磁控制器增加触发脉冲的频率，使得励磁功率模块励磁电流增加，实现增磁操作；在转速增加或者电流负载减小后，励磁控制器减小触发脉冲的频率，使得励磁功率模块励磁电流减小，实现减磁操作。电子式励磁控制系统依靠励磁功率模块、励磁控制器等电子部件联合配合完成，励磁控制器依据反馈的转速和负载电流实时调控励磁功率模块和励磁发电机输出电压，为此需要设计相应的控制准则和控制算法，实现励磁磁场精确稳定控制，励磁发电机高精度稳压输出。

传统励磁发电机的励磁调节器采用PID控制算法，PID控制算法对抑制稳态常值扰动效果显著，而对于随时间变化的动态扰动抑制能力较差，使得励磁发电机动态转速和负载扰动影响输出电压的稳定性，为此需要通过控制算法补偿动态扰动对输出电压的影响，进而实现输出电压的高精度稳定控制。

考虑到励磁发电机控制系统的复杂性，本发明采用模糊控制设计励磁发电机励磁控制器，对励磁发电机动态转速和负载扰动进行补偿，实现励磁发电机输出电压的高精度稳定控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于模糊控制的励磁发电机控制器，能够实现对于动态转服和负载扰动进行补偿控制，从而实现励磁发电机输出电压的高精度稳定控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于模糊控制的励磁发电机控制器，包括稳态励磁控制器、动态励磁控制器，所述稳态励磁控制器的输入端输入发电机转子转速以及负载电流，所述稳态励磁控制器通过PID控制算法输出PWM1信号，所述动态磁力控制器通过模糊控制算法对输入的发电机转子转速以及负载电流进行处理后输出△PWM1，所述PWM1信号、△PWM1信号叠加对励磁功率模块中的功率管进行控制。