陕西理工大学李昂获国家专利权
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龙图腾网获悉陕西理工大学申请的专利一种变比例因子模糊PID励磁系统及其应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114977917B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210500144.8,技术领域涉及:H02P9/14;该发明授权一种变比例因子模糊PID励磁系统及其应用是由李昂;刘文峰设计研发完成,并于2022-05-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种变比例因子模糊PID励磁系统及其应用在说明书摘要公布了:本发明公开了一种变比例因子模糊PID励磁系统及其应用,所述励磁系统先获得机端的电压偏差和电压偏差变化率,并将其作为输入信号,经模糊规则进行模糊推理,再经被实时整定后的比例因子整合出模糊输出量,与PID初始参数相加构成新的控制参数,并对其进行线性组合,最后转换为精确的励磁电压输出量。本发明在模糊PID控制的基础上引入比例因子整定环节,形成变比例因子模糊PIDV‑FPID励磁系统;其原理简单直观,且仅包含两个常值参数,整定方式易于实现,极大的提高了模糊控制系统的参数调整效率;且经验证,相对传统PID和FPID系统,该励磁系统对同步发电机机端电压的鲁棒性、稳定性、响应速度和稳态精度均有显著提升。
本发明授权一种变比例因子模糊PID励磁系统及其应用在权利要求书中公布了:1.一种变比例因子模糊PID励磁系统,其特征在于,所述励磁系统先获得机端的电压偏差和电压偏差变化率,并将其作为输入信号,经模糊规则进行模糊推理,再经被实时整定后的比例因子整合出模糊输出量,与PID初始参数相加构成新的控制参数,如式(1)所示,并对其进行线性组合,最后转换为精确的励磁电压输出量; (1) 式(1)中:为改变后的PID参数;为PID初始参数;为比例因子;为模糊输出量;为励磁电压输出量; 所述励磁系统包括: 电压采样计算模块,通过电压传感器获得发电机机端的实际电压,将所述实际电压与额定电压进行比较获得电压偏差及电压偏差量变化率,作为所述励磁系统的输入信号; 模糊推理模块,用于对得到输入量的隶属度和对应模糊语言后,用模糊规则表对其进行模糊推理得到模糊输出量; 量化因子模块,用于将输入信号映射到模糊推理模块中模糊推理规则的论域中; 变比例因子模块,用于对模糊推理模块推理出的输出量进行实时整定; 所述模糊推理模块在制定模糊规则前设定:将输入的电压偏差和电压偏差变化率以及输出的模糊输出量分为七个等级,分别为“正大”、“正中”、“正小”、“零”、“负小”、“负中”、“负大”,对应的模糊语言为:PB、PM、PS、ZO、NS、NM、NB; 所述模糊推理模块设定输入输出的论域皆为{-6,-4,-2,0,2,4,6},并对模糊子集使用三角形隶属函数,以得到输入量和输出量的隶属度; 模糊推理模块中的模糊规则如下: 1当机端电压偏差对应正大、负大、正中、负中时,不论电压偏差量变化率的大小,都应取正大,而应取负大,以加快机端电压的响应速度; 2当对应正小、负小,且与同号时,表明系统遭遇到导致电压波动的故障,为提升系统的稳定性, I值应取正大,同时值应取正大; 3当对应正小、负小,且ΔU t与ΔU c异号时,表明机端电压正向达稳态值过渡,为避免超调过大,值应取正小或零,但为了兼顾响应速度,值应取正大或正中; 通过对上述控制规则分析和调试,得到模糊控制规则如下表所示: 所述变比例因子模块整定的原则如下: (1)在OM段(即对应的模糊语言为PB、PM时),变比例因子模块将其输出结果放大α倍(α1),结合模糊规则表和式(1)可知,此时其响应速度明显优于PID控制的响应速度; (2)在FI段(即对应的模糊语言为ZO时),变比例因子模块将其输出结果放大β倍(βα),使系统在运行中有较强的鲁棒性和更小的稳态误差; (3)在MZ段和TF段(即对应的模糊语言为PS和NS时),变比例因子模块将其输出结果放大γ倍(γβ),结合模糊规则表可知,此时可保证系统有较小的超调量和较快的稳定时间。
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