摘要 根據模糊控制理論原理，將模糊控制器應用于逆變器系統，通過實際經驗組成的語言規則來對逆變器的調制度進行動態調整，從而達到滿意的輸出電壓。
關鍵字 模糊控制；逆變器；PWM
Abstract
Keywords
0 引言
模糊控制作為人工智能技術的一部分應用于各個行業之中，因為它可以提供一種改進非線性控制的方法，可用于控制含有不確定性和難以用傳統非線性控制理論來處理的裝置。在我們的逆變器控制系統中，可以把逆變器看做一個不確定性的系統，只要知道一些經驗控制的規則，就能夠應用模糊控制的策略來很好地實現精確控制輸出電壓。首先分析逆變器系統的結構，我們以一個單相逆
變器為例，圖1是逆變器控制系統的結構圖。對于逆變器采用SPWM方式生成正弦交流電,根據給定輸入調整SPWM的脈寬，從而達到改變輸出交流電壓的目的，從文獻[1]知道計算PWM 周期和脈寬
的方法，有公式：
從而只要調整PWM的脈寬就可以達到調整輸出電壓的目的。對于采用模糊控制器，將輸出U 與給定電壓UO的誤差作為控制器的輸入，將調制度a作為模糊控制器的輸出，可以精確地實現輸出電壓控制。
1 模糊控制器的設計
模糊控制器的設計首先是制定控制規則if.......then語句，從以上的分析可以知道，模糊控制器的輸入是輸出與給定的誤差，輸出是幅值a，系統是單輸入單輸出系統，因此簡化了語句的復雜程度和數量，較將給定輸入UO和輸出U 作為模糊控制器的輸入，將幅值a作為輸出的if.......then語句簡單，因為后者有三個變量，組合的語句數目至少為48條，多于前者的7條，增加復雜性。
用變量E表示誤差U-UO ，用A 表示幅值a，將E在區間（-20V，20V）分成7 個模糊集合，對應的用S3、S2、S1、SE、B1、B2、B3 表示，分別表示非常小、很小、小和微偏、大、很大、非常大；將A 在區間（0.9，1.1）分成7個模糊集合，同樣對應用S3、S2、S1、SE、B1、B2、B3 表
示，均采用三角形隸屬度函數，且均為標準模糊集，模糊集高度等于1，函數圖形如圖2所示。對應模糊集合SE 上的隸屬度函數如下（見圖3）。
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其余模糊集合隸屬度函數對應可以依次推導得出。同樣調制度隸屬度函數表達式也依照上式可以推導得出。
2 制定模糊規則
根據實際調試和經驗總結，我們得到以下幾條模糊規則，組成本系統的模糊規則庫，如下：
如果誤差正得非常大，則調制度非常小；
如果誤差負得非常大，則調制度非常大；
如果誤差正得很大，則調制度很小；
如果誤差負得很大，則調制度很大；
如果誤差正得大，則調制度大；
如果誤差負得大，則調制度小；
如果誤差微偏，則調制度微偏。
用規則庫表格形式表示如表1。
橫軸表示誤差，縱軸表示調制度，黑塊表示對應關系。
3 選擇系統結構
模糊邏輯控制器一般由輸入定標、輸出定標、模糊化、模糊決策過程和非模糊化等部分
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組成（如圖4），比例系數實現了控制器輸入和輸出模糊推理所使用標準時間間隔之間的映射，模糊化使得被測量在量綱上與左側（LHS）相一致，不損失任何信息。模糊決策過程由推理機來實現，產生一個輸出LHS與輸入匹配，檢查每條規則匹配的程度，并且聚集各個規則的加權輸出，產生一個輸出空間的概率分布值，非模糊化把這個概率分布歸納于一點，供驅動器定標后使用。
本系統采用由乘積推理機、單值模糊器、中心平均解模糊器組成的模糊控制器，其模糊系統形式為：
其中xi是n 個輸入,是的l條規則中第i 個變量的隸屬度，Y 是第l條規則中輸出中心值。
4 MATLAB仿真
結合以上的分析和設計，建立仿真模型，運用MATLAB 的simubbbb模塊建立逆變器系統，本例以直流250V 輸入、單相220V 交流輸出為例，通過仿真實驗，得到以下電壓輸出圖形（圖5）。
5 結論
經過仿真實驗證實模糊控制器可以很好的完成逆變器系統的輸出電壓控制，有可靠的穩定性，具有實際的應用價值。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
