基于PLC控制的交流电机变频调速系统

1、摘要电机作为运动控制系统中的关键部分，在工农业生产中应用十分广泛。本文针对工厂电力拖动系统的升级改造，提出了使用变频器和PLC组建交流调速系统，解决交流电机调速性能差及其控制方式复杂的问题。本文主要内容如下，硬件方面选择罗克韦尔PLC作为控制器，变频器作为执行机构，异步电机作为控制对象，测速发电机作为检测机构，在罗克韦尔以太网和控制网平台上搭建控制回路；软件方面运用罗克韦尔Rslinx软件建立通信通道，运用RSnetWorx软件进行网络规划，运用Rslogix5000软件进行编程，并加入PID控制、模糊控制、模糊PID控制算法，运用力控组建监控画面。最终完成数据实时采集、控制量实时输出和控制过

2、程的实时监控，以及三种控制算法动态性能和稳态性能的比较，达到使系统响应快速、控制精确的目的。实验结果表明，PID控制使系统具有很高的稳态精度，但动态性能较差；模糊控制使系统具有良好的动态响应，但稳态精度很差；模糊PID使系统具有良好的动态响应和很高的稳态精度。由此可知，控制算法的改进大大提高了系统性能。所以PLC交流调速系统可以广泛应用于工业现场，实现电机的高效控制。关键词：PLC；变频器；异步电机；PID；模糊控制；罗克韦尔网络；AbstractMotormotioncontrolsystemasakeypartoftheapplicationinawiderangeofindustrial

3、andagriculturalproduction.Thiselectricdrivesystemfortheplantupgrade,proposedtheuseofACvariablespeeddriveandPLCsystemsetuptoaddressthepoorperformanceofACmotorspeedcontrolcomplexissues.Themaincontentsincludehardwareandsoftware.Inhardware,selectRockwellPLCasacontroller,Frequencyconverterastheimplementi

4、ngagency,Asynchronousmotorasacontrolobject,tachometergeneratorastestingorganizations,intheRockwellEthernetandcontrolnetworkplatformtobuildcontrolloops;InsoftwareRockwellRslinxsoftwareusedtoestablishcommunicationchannels,useRSnetWorxsoftwarefornetworkplanning,theuseofRslogix5000softwareprogramming,an

5、djoinedthePIDcontrol,fuzzycontrol,fuzzyPIDcontrolalgorithm,theuseofforcecontrolformationofthemonitorscreen.Finalcompletionofreal-timedataacquisition,controltheamountofreal-timecontroloftheprocessoutputandreal-timemonitoring,andthreedynamicperformanceandstablecontrolalgorithmperformancecomparison,tom

6、akethesystemfastresponseandprecisecontrolpurposes.Theresultsshowthat,PIDcontrolofthesystemhasahighsteadystateaccuracy,butthedynamicperformanceispoor;fuzzycontrolthesystemhasgooddynamicresponse,butthesteady-stateaccuracyispoor;fuzzyPIDsothatthesystemhasgooddynamicresponseandveryhighsteady-stateaccura

7、cy.Itcanbeseen,thecontrolalgorithmtoimprovesystemperformancegreatlyimproved.Therefore,ACvariablespeedPLCsystemcanbewidelyusedinindustrialfield,toachieveefficientcontrolofthemotor.Keywords:PLC；Frequencyconverter;Asynchronousmotor；PID;Fuzzycontrol；Rockwellnetwork目录1绪论.11.1研究目的和意义.11.2电机控制的现状及其发展趋势.21.

8、3罗克韦尔系统简介.21.4设计内容.32系统总体设计.42.1应用背景.42.2系统总体设计.42.2.1变频调速原理.42.2.2总体设计.52.3系统硬件.62.3.1控制器及I/O模块.62.3.2执行机构及控制对象.62.3.3检测机构.72.3.4系统实物联线图:.72.4控制方案设计.83系统仿真.93.1电机模型的建立.93.2PID控制仿真.113.2.1PID控制基本原理.113.2.2仿真.123.3模糊控制.153.3.1模糊控制基本原理.153.3.3仿真.154程序设计.184.1PLC程序设计.184.1.1建立网络通讯.184.1.2编程.184.1.3网络规划

9、.204.2监控软件设计.205系统实现及调试.235.1PID控制的实现及其实验结果.235.2模糊控制的实现和实验结果.255.2.1系统流程图.255.2.2模糊表的制定.255.2.3实验结果.265.3模糊和PID复合控制.275.3.1模糊PID流程图.275.3.2模糊PID控制的实现和实验结果.275.3控制方案的比较.276总结与展望.276.1总结.276.2展望.27909573362毕业设计（论文）致谢.27参考文献.27附录.272基于PLC控制的交流电机变频调速系统1绪论1.1研究目的和意义自动控制系统由运动控制系统和过程控制系统两部分组成。运动控制系统主要研究生产

10、和生活中的机器和设备的运动控制问题；过程控制系统主要研究生产过程的控制问题。目前，运动控制系统已经广泛用于机械制造、冶金、交通运输、石油化工、航空航天、国防工业、家电生产、轻工、农业等领域，即只要有动力的部门，都要解决动力的传输和机器与设备的运动控制的问题，由此可见，运动控制系统在国民经济中具有举足轻重的作用。由于大部分机器和设备都是由电动机拖动的，所以研究运动控制系统主要是研究电动机的启动、停止及速度调节的问题，即电动机的调速系统。电动机调速系统分为直流电动机调速系统和交流电动机调速系统两大类。直流电动机的电压、电流和磁通之间的耦合较弱，使它具有较好的起停特性，速度调节比较平滑，调速系统易于

11、实现，系统具有优良的静、动态性能指标且调速系统结构简单，以往的调速系统基本上都采用直流调速；但有一些固有的难于克服的缺点，如机械式换向带来的弊端，使其事故率高，维护困难成本高、寿命短，无法在大容量的调速领域中应用等。与直流电动机相比，交流电动机容量、电压、电流和转速不像直流电动机那样受限制，其结构简单，造价低廉，坚固耐用，容易维护。但是由于它的电压、电流和磁通之间具有强耦合，优良的交流调速方法实现困难，简单调速方案的性能指标又不佳，因此，以往交流调速系统不受重视。不过随着交流电动机理论问题的突破和调速装置性能的完善，交流电动机调速性能差的缺点已经克服。特别是交流变频调速技术日趋成熟，其广泛的调

12、速范围，较高的稳态转速精度、快速的动态响应，使电控系统具有了速度更高、功率更大、效率更高、可靠性更强和维护费用更低的优点，其调速性能已经可以和直流调速系统相媲美。因而可以相信，在不久的将来，交流变频调速电气传动将替代包括直流调速传动在内的其他调速电气传动。本文设计基于PLC控制的交流电机变频调速系统，并加入控制算法，改善系统的动态性能和提高系统稳态精度。达到了将变频技术、网络技术、控制技术应用于实际电机调速研究的目的。1909573362毕业设计（论文）1.2电机控制的现状及其发展趋势电机作为运动控制系统中的关键部分，正朝着以下三个方向发展:(l)交流化。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器

13、，结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机，并且安装环境要求低，适用于易燃、易爆、多尘等场合。特别是随着变频调速技术的发展，交流电机具有了优异的调速性能，交流调速取代直流调速己成为一种不可逆转的趋势。(2)网络化。微处理器的发展，使数字控制器简单而又灵活，同时为联网提供了可能。系统规模的扩大和系统复杂性的提高，需要远程控制多种设备协同工作，高速安全的网络为此提供了方便。(3)智能化。借助于数字和网络技术，智能控制己经深入到运动控制系统的各个方面。例如:模糊控制、神经网络控制等大大改善了控制系统的性能。1.3罗克韦尔系统简介罗克韦尔三层网络Netlinx，包括以

14、太网、控制网、设备网。在此网络架构上，可以实现远程数据实时采集和实时输出，完成精确而又复杂的控制。NetLinx定义了三种最基本的功能：(l)实时控制。基于控制器或智能设备内所储存的组态信息，通过网络通信中的状态变化来实现实时控制，可提供操作或过程中的实时工厂级数据交换。(2)网络组态。通过总线既可实现对同层网络的组态，也可实现上层网络对下层网络的组态。网络组态可以在网络启动时进行，而设备参数修改或控制器逻辑修改也可在线通过网络实现。(3)数据采集。基于既定节拍或应用需要来方便地实现数据采集。所需要的数据通过人机接口显示，包括趋势分析、配方管理、系统维护和故障诊断等。ControlLogix系

15、统不仅具有先进的通讯能力和最新的I/O技术，而且同时提供顺序、过程、运动和传动控制。一个简单的ControlLogix系统是由一个独立的控制器和处于同一框架上的I/O模块组成。ControlLogix系统背板在模块之间提供高速的通讯通道。可以使用单独的通讯接口模块来实现背板与EtherNet/IP、ControlNet、DeviceNet和普通的RemoteI/O链路之间的接口。因背板上有多个通讯接口模块，可以通过链路将一条报文发送到某模块的端口，并通过背板从另一个模块的端口传递出来，然后沿着另一个链路发送到最终的目2基于PLC控制的交流电机变频调速系统的地。1.4设计内容本课题是基于罗克韦尔

16、自动化Netlinx开放式网络架构和ControlLogix系统，采用交流变频技术，运用三种控制算法实现对三相异步电动机的控制。内容安排如下：1.基于罗克韦尔系统的交流调速系统的总体及方案设计。2.系统仿真。包括了交流电机模型的建立，PID控制系统仿真，模糊控制系统仿真。3.软件设计。PLC软件设计和上位机监控软件设计。其中PLC软件设计包括建立通讯网络，规划网络，编写控制程序，在控制器中加入不同的控制算法，如PID和模糊算法。上位机监控软件设计采用力控组建监控画面，完成对系统的监测和控制。4.控制过程调试。对不同控制方案进行现场调试，得到满意的曲线，然后对三种方案进行对比。390957336

17、2毕业设计（论文）2系统总体设计2.1应用背景我国工厂早期的生产设备，采用的是直流调速系统，使用了若干年以后，故障率明显上升，维修工作量不断增加大，故障停工工时急剧上升，已经严重影响生产的正常进行，进行技术升级改造是必然的选择。第一种方案，对直流调速系统进行改造，保留直流电机。调速系统采用数字式可控硅直流调速系统，这种方案的优点是利用原有的直流电机，经济上比较划算，但是有明显的缺点，直流电机的维护工作量大，特别是直流电机已经使用多年，整流子磨损严重，维修费用较高。第二种方案采用交流调速系统，将主传动直流电机换为交流异步鼠笼电机，调速控制系统采用变频器。这种方案的缺点是购置费用较高。但是交流电机

18、维护量小，变频器性能优良，便于实现最优控制。比较两种方案后，选择用交流调速系统改造方案。本实验使用罗克韦尔PLC和变频器组建交流调速系统，用以取代直流调速系统，简化设备的控制线路，使故障率下降，实现可靠、快速、灵活的控制，保证工业生产顺利进行。2.2系统总体设计2.2.1变频调速原理异步电动机通入对称的三相交流电，此时电机气隙内会产生一个旋转磁场，这个旋转磁场的转速n0，称为同步转速，它与输入频率f及电机的极对数p的关系如下:n0=60fp（2-1）这个旋转的气隙磁场切割转子导体，在转子导条中产生感应电流，该电流与气隙磁场作用下，使转子导条受到电磁力，电磁力产生电磁转矩，会使转子以小于n0的转

19、速n同向异步旋转。4基于PLC控制的交流电机变频调速系统异步电机转差率s：s=异步电机转速n：n0nn060fp（2-2）n=(1s)n0=(1s)由公式（2-3），如果电机的频率（2-3）p不变，转差率s不变，那么转速n与频率输入f成正比关系。频率越高，转速越高；反之，转速越低。实际上，当电机确定后，p为定值，且变频调速属于转差功率不变型调速方法，电机旋转时保持有限的转差率。因而变频调速的性能非常好，具有高效率、高精度、调速范围广、平滑性较高、机械特性较硬的优点。因此，变频调速是交流异步电机一种比较合理和理想的调速方法，它被广泛地应用于对电机的调速。2.2.2总体设计以控制器Controll

20、ogix为核心，应用以太网和控制网络，选择变频器作为执行机构，异步电机作为控制对象，测速发电机作为检测机构，构成闭环控制回路。框图如图2.1。图2.1系统总体结构框图5909573362毕业设计（论文）2.3系统硬件2.3.1控制器及I/O模块控制器选择Controllogix1756-5561。I/O模块选择ACN1794FLEXI/O远程模块。模拟输入与输出分别选择CH0和CH1，量程选择-10-10V二进制补码百分比。FLEXI/O输入输出转换关系：表2-1A/D转换关系IA（V）1.63.45.26.27.1D16293427523061907126比值1018100710069981

21、016OD50004000300020001000A（V）54321比值10001000100010001000由上表可以看出，模拟输入与输出电压值的A/D转换倍数关系为b=1000.2.3.2执行机构及控制对象变频器作为执行机构，其结构为主电路（整流器，中间直流环节，逆变器）和控制电路组成。变频器采用基频以下调速，即恒压频比调速。本实验采用的变频器是PowerFlex40。变频器的启停和反转采用数字量控制，每个数字量需要6mA电流（左图）。频率控制采用模拟量控制（右图）。如下：图2.2变频器与数字I/O连接图2.3变频器与模拟I/O连接变频器控制电压u与输出频率关系式为：f成线性关系，即15

22、V对应050Hz，写成6基于PLC控制的交流电机变频调速系统f=50*(u1)51u的AD转换数比值为b。所以要得到频率f，就可以输出数字量：z=(f.5+1)*b（2-4）变频器PowerFlex40的R/L1、S/L2、T/L3接三相电源，U/T1、V/T2、W/T3分别接三相异步电动机的U/T1、V/T2、W/T3三相，电动机采用星形接法。电机采用交流异步鼠笼电机。铭牌如下：型号：DJ21额定电压：220V额度电流：0.5A，额定功率：100W2.3.3检测机构选用直流测速发电机作为检测机构，反馈电压与转速成正比关系。表2-2转速与反馈电压关系转速（r/min）反馈电压（V）比值转速（r

23、/min）反馈电压（V）比值14437.16201.5591.22.89204.511376.52201.68499.52.44204.7949.94.68202.94492.44204.7878.34.33202.8310.41.51205.5768.33.77203.72441.18207由表2-2可得转速和反馈电压比值关系，实验时取系数c=203.2.3.4系统实物联线图:图2.4实物连接图7909573362毕业设计（论文）2.4控制方案设计方案一：PID控制PID具有结构简单，参数易于整定，应用面广等特点，设计的控制对象可以有精确模型，也可以是灰箱或黑箱系统，总体而言，它主要有如下优

24、点:(1)原理简单，应用方便，参数整定灵活;(2)适用性强。目前它已广泛应用各个工业生产行业。(3)鲁棒性强，即其控制的品质对受控对象的变化不太敏感。系统框图见图2.5图2.5PID控制系统框图方案二：模糊控制：模糊控制以模糊集合论，模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础，近似地模拟人的思维和决策过程。它不需要对象的数学模型，适用于非线性、时变的复杂对象以及多变量系统，控制原则的改变也比较容易，因而根据熟练操作者技能总结出来的模糊控制能在许多领域发挥其特长。系统框图见图2.6。图2.6模糊控制系统框图本文采用PID控制和模糊控制两种控制方案，分别得到它们的系统响应曲线，选取控制最优的方案。8基于PL

25、C控制的交流电机变频调速系统3系统仿真3.1电机模型的建立异步电动机电磁转矩为Te=PmR2'(3pU=1(R1+R2'/s)+12(L1+L2')221（3-1）'其中R1、R2定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻;L1、L2'定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感;U1、1电动机定子相电压和供电角频率；s转差率；电磁功率为Pm；P为电机极对数；同步机械角转速=1。p公式（3-1）就是异步电动机的机械特性方程式。当定子电压U，和角频率以的比为恒定值时，可以把它改写成如下的形式UTe=3p112s1R2'(sR21+R'2)2+s2

26、21(L1+L2'2)当s很小时，忽略分母中含s各项得UTe=3p11U1ss1=3p'R2'R122其中s=s1，表示转差角频率。带恒转矩负载时电力拖动系统的运动方程式为TeTl=Jdpdt其中Tl为负载阻转矩；J为机组的转动惯量。转差率的表达式为9909573362毕业设计（论文）s=中n转子实际转速；n0n1=n01n0旋转磁场的同步转速；用电角度表示的转子实际角转速；1用电角度表示的同步角转速；且有关系:n0=60f1/p，1=2f1，n=60/2p，1=s=s。根据以上得出的关系式，可得到带负载的电机变频调速的数学模型如图3.1所示。图3.1带负载的电机变频调

27、速的数学模型框图3pUp当令A='1，B=时，将电机的参数带入右有负载的电机变频调速数R21J学模型，参数有：U1为220V，f1电机额定频率为50Hz,极对数为2，J的估计值为0.02kg.m2,当取A=0.00367和B=100时，前面图所示的电机变频调速模型构造的simulink仿真模型图如图3.2所示。2图3.2电机变频调速模型仿真框图实际系统中，电机开环运动时，变频器输出50Hz交流电，电机转速为10基于PLC控制的交流电机变频调速系统1450r/min。由此仿真时f=50Hz，添加负载为0.036牛米，使输出值为1450。仿真曲线如图3.3所示。图3.3电机仿真曲线用cre

28、atesubsystem将电机封装，用于控制算法的仿真。3.2PID控制仿真3.2.1PID控制基本原理PID调节器是一种线形调节器，其传递函数为：U(s)1=Kp+TdsE(s)TisKp为比例系数，Ki=1为积分环节系数，Kd=Td为微分环节系数。TiKp、Ki、Kd参数的作用：增大Kp，系统响应加快，超调量变大，稳态误差减小，过大系统会振荡。减小Ki，积分作用增强，系统调节时间变长，最终消除稳态误差。增大Kd，系统响应变快，超调量减小，过大系统会振荡。11909573362毕业设计（论文）3.2.2仿真电机模型PID仿真框图如图3.4所示图3.4PID仿真框图选用试凑法：（1）先比例。将

29、Kp由小变大，不断观察系统的响应，直到得到反应快的曲线；参数选择Kp=0.1Ki=0Kd=0的仿真曲线如图3.5所示图3.5仿真曲线1参数选择Kp=0.3Ki=0Kd=0的仿真曲线如图3.6所示12基于PLC控制的交流电机变频调速系统图3.6仿真曲线2(2)然后积分。先将积分时间置于一较大值，再减少Ki，保持在良好的动态性能的情况下，将静差消除。参数选择Kp=0.3Ki=5Kd=0的仿真曲线如图3.7所示图3.7仿真曲线3参数选择Kp=0.3Ki=2Kd=0的仿真曲线如图3.8所业设计（论文）图3.8仿真曲线4（3）消除了静差，超调过大，可加入微分环节。参数选择Kp=

30、0.3Ki=2Kd=0.08的仿真曲线如图3.9所示图3.9仿真曲线5此组参数作为实验参数，然后再根据实验要求进行修正。14基于PLC控制的交流电机变频调速系统3.3模糊控制3.3.1模糊控制基本原理模糊化:把输入量规范化和量化。模糊逻辑推理:根据事先己制定好的一组模糊条件语句构成模糊控制规则.去模糊:控制作用的模糊集不能直接用于被控对象，需要把控制作用的模糊集按照一定的规则转化成精确控制量加到被控对象上。Ke、Kc、Ku参数的作用：Ke越大，对偏差作用增强。系统上升快，增大超调量，过度时间长。Kc越大，对系统偏差变化控制作用增强。减小超调量、稳态误差和误差变化率。过度时间变长。Ku越大，控制

31、器作用增强，系统响应快，易超调，可能导致振荡。3.3.3仿真建立在规范论域-66上E,EC,U的隶属函数：图3.10E、EC的隶属函数添加规则业设计（论文）图3.11模糊控制规则系统的模糊控制仿真模型图如图3.12所示：图3.12模糊控制系统仿真图参数选用Ke=0.4，Kc=1，Ku=2的输出频率仿真曲线如图3.13所示图3.13输出频率仿真曲线输出转速仿真曲线如图3.17所示：16基于PLC控制的交流电机变频调速系统图3.14输出转速仿真曲线从图3.16和3.17仿真曲线可知模糊控制的一些特性，系统响应很快，超调量较小，但是波动太大，稳态精度不高，最高为1030，最

32、小为900。实验时，根据实验要求，要将稳态误差控制在40r/min之内，还要进行大量的调试业设计（论文）4程序设计4.1PLC程序设计4.1.1建立网络通讯打开驱动软件RSlinx，选择菜单栏Communication下的ConfigureDrives。在弹出的窗口中选择Ethernet/IPDrive，然后再在Communication下选择RsWHo。可以看到实验室整个局域网络，通讯建立完毕如图4.1所示。图4.1建立通信通道4.1.2编程编程使用RSlogix5000。新建工程。在新建工程中右键点击“I/OConfiguration”，添加控制网网桥，原始节点号

33、13，槽号为2，电子锁一定选为DisableKeying。如图4.2所示。18基于PLC控制的交流电机变频调速系统图4.2建立控制网网桥在控制网上建立I/O模块。右键点击“ControlNet”，选择适配器“1794ACN15”,命名该模块，ElectronicKeying”选择“DisableKeying”，节点号为77。图4.3I/O通信模块在“1794ACN15”上添加数字量输出通道，选用1794-OB16直流24V输出模块，槽号为1。主要功能控制变频器的启停和反转。在“1794ACN15”上添加模拟输入输出通道，选用1794-IF2XO2I模块，槽号为2。选用0通道模拟输入，检测反馈电

34、压和1通道模拟输出，输出电压控制变频器频率，量程均为-1010V。然后编写控制程序，包括变频器控制程序，控制算法程序。19909573362毕业设计（论文）4.1.3网络规划程序下载进控制器后，编程界面出现I/ONotResponding，这是因为FLexI/O处于远程网络上，需要对其进行激活。打开RSnetWORX，对控制网进行扫描，接着选择编辑使能，完成后将文件保存。这时编程软件会显示I/OOK如图2.7所示。说明远程网络已经被激活，可以使用了。图4.4网络规划4.2监控软件设计采用力控组建监控画面。OPC为应用软件从任何数据源访问数据提供了公共通道。建立DDE/OPC。首先应在RSlin

35、x中建立OPC。建立名为fls的opc，然后应用到控制器上。这时其他监控软件就可以通过OPC访问控制器所运算产生的数据源了。20基于PLC控制的交流电机变频调速系统图4.5Rslinx中建立OPC在应用软件力控中，选用OPC。图4.6力控中选用OPC在力控中建立数据库。图4.7力控中建立数据库力控数据库现在可以通过OPC与控制器相关联，完成对远程数据的收集和输出。21909573362毕业设计（论文）图4.8力控中数据与PLC数据相关联在力控中组建监控画面，选择被监控参数，添加趋势曲线、历时曲线、报表等。如图4.9。图4.9监控主界面22基于PLC控制的交流电机变频调速系统5系统实现及调试5.

36、1PID控制的实现及其实验结果编程时直接调用PID模块。页面如图5.1所示：图5.1PID模块在Tuning中能完成对参数Kp,Ki,Kd设定。在Configuration中回路更新时间选择0.01。在Scaling中完成对过程变量PV和控制变量CV的定标。PV为反馈转速，定标为最大1500r/min，最小0r/min。CV为变频器输出频率，定标为最大50Hz，最小0Hz。系统控制变量（CV）是频率，由（2-4）关系式可以将其转换为数字量送给I/O输出通道，改变变频器的频率。将仿真得到的参数在实验中继续调试。最后选用Kp=2.2，Ki=0.25，Kd=0.08，给定值为1000r/min的实时

37、控制曲线如图5.2所示。23909573362毕业设计（论文）图5.2PID控制系统响应曲线加上负载，转速减低，系统调节一段时进入稳态；去掉负载转速陡然升高，系统调节一段时间进入稳态。说明系统的抗干扰能力比较强，反应慢，精度高。图5.3加上负载去掉负载系统响应曲线系统30：31时启动，30：39s达到最大值，最大值为1090r/min，所以系统超调量为90。上升时间为转速第一次到达1000r/min所对应的时间，为7s。调节时间为转速进入并一直保持在误差带内所对应的时间，为11s。系统稳态误差没有超过20转。系统的抗干扰能力比较强。所以PID控制能良好，不过因为加入了积分环节，系统的响应速度和

38、抗干扰能力还有待改进。24基于PLC控制的交流电机变频调速系统5.2模糊控制的实现和实验结果5.2.1系统流程图模糊控制过程，首先量化偏差和偏差变化，再查询模糊控制表，得到精确量后对输出频率进行修正。模糊控制流程图。图5.4模糊控制流程图5.2.2模糊表的制定输入E,EC的隶属度矢量表表5-1，常见的二输入一输出语言规则表表5-2，如下：表5-1E,EC隶属度矢量表-6NBNMNSZOPSPMPB表5-2二输入一输出语言值规则表1.0-50.50.51.00.50.51.00.50.51.00.50.51.00.50.51.00.50.51.0-4-3-2-101234562590957336

39、2毕业设计（论文）UNBNMENSZOPSPMPBECNBPBPBPBPMPSZOZONMPBPBPMPSZOZONS10NSPBPMPMPSZONSNMZOPBPMPSZONSNMNBPSPMPSZONSNMNMNBPMPSZOZONSNMNBNBPBZOZONSNMNBNBNB采用中心值平均法解模糊。经过大量的计算得到模糊控制表，将它定义成一个二维数组，用查表的方法得到U。表5-3模糊控制表：U-6-5-4-3-2-10123456E-66666654321000-56665.5543210.50-0.5-1-466654321000-1-2-365.554.543210-0.5-1-2-

40、3-2654443210-1-2-3-4-16543.53210-1-2-3-4-5EC016554433221100-1-1-2-2-3-3-3.5-4-4-5-5-6-6243210-1-2-3-4-4-4-5-633210.50-1-2-3-4-4.5-5-5.5-6421000-1-2-3-4-5-6-6-6510.50-0.5-1-2-3-4-5-5.5-6-6-66000-1-2-3-4-5-6-6-6-6-6将得到的U乘以控制因子Ku，然后用其对输出频率进行修正，最后由（2-4）关系式可以将频率转换为数字量送给I/O输出通道，改变变频器的频率。5.2.3实验结果经过调试，实验最后选用的参数为：Ke=0.06，Kc=0.25，Ku=3.0，此时对应的转速偏差为-100100r/min，偏差变化为-2424r/min。在给定值为1000r/min,其实时控制曲线如图5.5所示如下：26基于PLC控制的交流电机变频调速系统图5.5模糊控制系统响应曲线系统在40：02s时加上负载，转速突