小，已经在交流调速中得到大量应用。控制由于其具有算法简单使用方便可靠性高易于调试等优点，在控制工程领域中广泛采用。针对速度调节器参数的优化设计问题，本论文中，我们就研究了速度调节器在直接转矩中的应用。鉴于速度调节器的飞速发展和速度调节器的鲁棒性强，适应性强等优点，在直接转矩中使用速度调节器，与传统方法相比，使得系统的鲁棒性与适应性更强。关键词控制直接转矩遗传算法﹕绪论控制器发展的概述传统的结构及理论分析调整的意义和原则本章小结控制器的理论控制器的简介参数的设置控制的原理和特点控制器的优缺点控制器的应用本章小结交流直流电机转矩控制系统的基本理论直接转矩的简介交流电机直接转矩控制系统的基本理论异步电动机数学模型静止两相坐标系下的数学模型三相两相变换变换异步电机在任意旋转坐标系下的数学模型直接转矩控制系统的基本组成和特点直接转矩控制系统的基本组成直接转矩控制的特点转矩控制本章小结的简介发展简史语言的特点介绍及建模方法建模的步骤是本章小结改进速度调节器在直接转矩中应用的应用及其仿真遗传算法基础遗传算法的特点遗传算法控制器在直接转矩中的应用及仿真采用遗传算法整定系数的优点改进遗传算法在直接转矩控制系统的构成基于改进遗传禁忌算法的速度调节器的设计改进遗传禁忌算法优化非线性速度调节器参数整定步骤仿真直接转矩控制系统仿真本章小结结论参考文献谢辞绪论控制器发展的概述在工业过程控制的发展史上，控制是历史最悠久，生命力最强的控制方式，在国内以上的回路仍采用控制器，但是并不能达到最佳的控制效果，因此，在工业智能化的进程中，控制器的智能化必然是个研究的重要方向。其次，在实际生产过程中，由于现在参数整定的主要方法还是根据理论模型和实际经验，通过反复地对现场设备进行调试而获得。这样的整定方法烦杂，对操作人员的要求很高，操作不当，不仅不能改进控制系统的控制品质，严重时还会引起执行机构的误动作，造成设备的损坏，给生产带来巨大的经济损失。更重要的是，在工况或负荷发生变化时，对象特性会发生很大的改变，传统的基于特定模型的整定方法并不适用于所有工况。而且通过这种传统方法得到的往往是仅符合运行要求而非最优的控制参数。采用智能控制技术优化参数这设想就是在这样的背景中提出的，其主旨是为了使控制器达到最优控制效果。传统的结构及理论分析传统的结构如图所示图控制器的结构框图其中，为输入，为输出，偏差，为控制量，它是，及三者的线性它的个基本的思想方法就是基于系统的响应特性来设计控制模块，从而组合出控制器。它的个突出的优点就是它不依赖于被控对象的精确模型，只要了解对象的响应特性就可以通过仿真设计出控制器，因而它的设计方法简单，方便易行，这正是控制方法在工业过程控制领域久兴不衰的个重要原因。下面分别讨论比例积分，微分的控制规律比例控制规律比例控制规律是最基本的控制规律。它能较快地克服扰动的影响，使系统稳定下来，但也会产生稳态误差。设计中如果增大比例调节量即增大的值能够提高响应速度，减小稳态误差，但过大又会导致超调震荡，使系统稳定性变差。积分控制规律积分能够消除稳态误差，但在设计过程中如果使积分控制量即的值过大，将会使系统的过渡过程变长。微分控制规律微分具有超前作用，能抑制超调，对于大的迟滞系统，引入微分控制规律对于改善系统的动态性能有显著的效果。但在设计过程中如果使微分控制量即的值过大，将会使系统的响应速度变慢。由以上分析可以看出控制规律是种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除稳态误差，再加入微分作用，又能提高系统的稳定性。控制最大的优点就是它采用控制目标与实际行为之间的误差来确定消除此误差的控制策略。因而在实际应用中有人为了用去满足高性能的要求，想靠对象来寻求更好的控制方法，但靠模型的路子恰恰把的最大优点丢掉了。在本设计中针对的缺点做具体的分析，从而在保留其优点的情况下尽可能的使其满足更高性能的要求。调整的意义和原则全称比例积分微分控制器，是自动控制系统设计中最经典应用最广泛的种控制器，实际上是种算法。任何闭环的控制系统都有它固有的特性，可以有很多种数学形式来描述它，如微分方程传递函数状态空间方程等。但这样的系统如果不做任何的系统改造很难达到最佳的控制效果，比如快速性稳定性准确性等。为了达到最佳的控制效果，我们在闭环系统的中间加入控制器，改造系统的结构特性，并且调整参数来实现虽然算法有很多种，但最经典的还是。算法本身就有很多种结构，但归根到底离不了三个参数。我们在这里不讨论具体的算法怎么实现怎么编写，我们只想以最通俗的说法让大家知道按照什么样的原则去调整这三个参数达到最佳控制效果。任何闭环控制系统的首要任务是要稳稳定快快速准准确的响应命令。调整的主要工作就是如何实现这任务。以下是个人对调整的点经验和想法。增大比例系数将加快系统的响应，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现，过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。积分能在比例的基础上消除余差，它能对稳定后有累积误差的系统进行误差修整，减小稳态误差。微分具有超前作用，对于具有容量滞后的控制通道，引入微分参与控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果，它可以使系统超调量减小，稳定性增加，动态误差减小。综上所述，比例控制系统的响应快速性，快速作用于输出，好比现在现在就起作用，快，积分控制系统的准确性，消除过去的累积误差，好比过去清除过去积怨，回到准确轨道，微分控制系统的稳定性，具有超前控制作用，好比未来放眼未来，未雨绸缪，稳定才能发展。当然这个结论也不可概而论，只是想让初学者更加快速的理解的作用。在调整的时候，你所要做的任务就是在系统结构允许的情况下，在这三个参数之间权衡调整，达到最佳控制效果，实现稳快准的控制特点。本章小结在着章中主要介绍了控制器的发展概述，传统控制器的结构及理论分析以及控制器的意义和原则等知识控制器的理论控制器的简介由于调节器结构简单，各参数物理意义明确，在工程上易于实现，即使在控制理论日新月异发展的今天在工业过程控制中，以上的控制器仍然是调节器。调节器人们又常称为控制器，是比例积分微分控制的简称。图是典型的控制的系统结构图。在调节器作用下，对误差信号分别进行比例积分微分控制。调节器的输出作为被控对象的输入控制量。图典型控制的系统结构图调节器的时域数学模型为调节器的传递函数为式中，为比例增益，为积分时间，为微分时间。当，时，则有，称为比例调节器当时，，称为比例微分调节器，当时，，称为比例积分调节器当，，时，则有，称为调节器。在调节器中，如何确定三个参数的值。是对系统进行控制的关键。因此，了解三参数对系统控制的影响十分必要。参数的设置启动参数自整定程序，可自动计算参数，自整定成功率，少数自整定不成功的系统可按以下方法调参数。参数设置如不能肯定比例调节系数应为多少，请把参数先设置大些如，以避免开机出现超调和振荡，运行后视响应情况再逐步调小，以加强比例作用的效果，提高系统响应的快速性，以既能快速响应，又不出现超调或振荡为最佳。参数设置如不能肯定积分时间参数应为多少，请先把参数设置大些如秒，时，积分作用去除系统投运后先把参数调好，尔后再把参数逐步往小调，观察系统响应，以系统能快速消除静差进入稳态，而不出现超调振荡为最佳。参数设置如不能肯定微分时间参数应为多少，请先把参数设置为，即去除微分作用，系统投运后先调好参数和参数，确定后，再逐步增加参数，加微分作用，以改善系统响应的快速性，以系统不出现振荡为最佳，多数系统可不加微分作用。控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例积分微分控制，简称控制，又称调节。控制器问世至今已有近年历史，它以其结构简单稳定性好工作可靠调整方便而成为工业控制的主要技术之。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用控制技术最为方便。即当我们不完全了解个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用控制技术。控制，实际中也有和控制。控制器就是根据系统的误差，利用比例积分微分计算出控制量进行控制的。比例控制比例控制是种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。积分控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入积分项。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进步减小，直到等于零。因此，比例积分控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。微分控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分即误差的变化率成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件环节或有滞后组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化超前，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入比例项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是微分项，它能预测误差变化的趋势，这样