引言计算机仿真技术是应用电子计算机对研究对象的数学模型进行计算和分析的方法。对于从事控制系统研究与设计的技术人员而言,是目前控制系统计算机辅助设计实用有效的工具。这不仅是因为它能解决控制论中大量存在的矩阵运算问题,更因为它提供了强有力的工具箱支持。与控制系统直接相关的工具箱有控制系统、系统辨识、信息处理、优化等。还有一些先进和流行的控制策略工具箱,如鲁棒控制、分析与综合、神经网络、模糊预测控制、非线性控制设计、模糊逻辑等。可以说目前理论界和工业界广泛应用和研究的控制算法,几乎都可以在中找到相应的工具箱。同时,软件中还提供了新的控制系统模型输入与仿真工具,它具有构造模型简单、动态修改参数实现系统控制容易、界面友好、功能强大等优点,成为动态建模与仿真方面应用最广泛的软件包之一。它可以利用鼠标器在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型,然后利用提供的功能来对系统进行仿真或分析,从而使得一个复杂系统的输入变得相当容易且直观。将用于电机系统的仿真研究近几年逐渐成为人们研究的热点。本文以此为基础,动用模糊逻辑控制,建立了电机控制系统的仿真模型,并通过了可靠的仿真实验。下直流调速系统仿真模型的实现直流电机模糊控制系统结构如图所示。由图可见,电机直流调速系统的过程为:由测速发电机输出电压中取出转速负反馈电压,与给定电压进行比较得到的偏差和偏差变化率送给模糊控制器。由模糊控制器计算出电机控制量送给电机,实现电机的转速控制。在下运行,由于它面向结构图模型,所以创建动态结构模型如图所示。下各子系统的实现系统基本参数如下:*固定转矩为电机模型的实现电机数学模型他励直流电机电枢回路电压平衡方程式为()式中:为电枢回路电磁时间;为额定励磁下电动机的反电动势。在零初始条件下对上式进行拉氏变换得()-()()(+)整理后,可得传递函数()()()忽略粘性摩擦,转矩平衡方程式为式中:为额定励磁下的电磁转矩;是包括电机空载转矩在内的负载转矩,为负载电流;为电力拖动系统部分折算到电动机轴上的飞轮惯量;为电动机额定励磁下的转矩电流比。把,代入上式并整理得式中:为电力拖动系统的机电时间常数。在零初始条件下对上式进行拉式变换得()()()()将式()和式()的输入输出量连接起来,并考虑到则可得到额定励磁下直流电动机的数学模型。下电机仿真模型的建立根据上述数学模型及给定参数,建立如下的仿真模型:电机仿真模型正确性的验证电机额定电压为,所以如果给电机加上的阶跃信号,电机转速应为左右。仿真结果如图所示。由此可见,该电机模型是正确的。模糊控制器的设计采用中模糊推理系统工具箱来编辑模糊控制器,下面简述编辑过程:()模糊集合的编辑和运算:在命令窗口键入来运行模糊推理工具箱,系统就弹出一个模糊逻辑编辑器,在菜单下选择是采用型还是型模糊控制器。本设计选用型。在下添加输入和输出,分别为偏差和偏差变化率以及控制量。在输入和输出图标上双击,可以对输入和输出的隶属函数进行编辑,如论域范围、隶属函数条数、隶属函数形状等。()模糊规则编辑:进行模糊逻辑推理首先要编辑逻辑控制规则。在逻辑编辑器的中选项可实现此功能。()模糊推理:由于选用了型模糊控制器,模糊推理采用推理,解模糊采用缺省值:重心法。()生成模糊控制器:做好上述工作后,就会生成一个后缀为的文件。然后使用()函数形成模糊关系矩阵。可运行如下命令:(‘)模糊控制器的结构框图如图所示。其中,量化因子和比例因子的计算公式如下:式中:为误差论域的幅值;为误差变化论域的幅值;为控制量论域的幅值;为误差变量模糊子集的量大值;为误差变化率变量模糊子集的最大值;为控制量模糊子集
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来源：顺其自然珍稀
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