摘要：在社会高速发展的今天都必须进行发展革新才能跟上时代的步伐，对于时代的发展需要先进技术的支持，无论是各种行业，本文简要总结目前几种先进控制理论在电机控制中的应用情况，分析和介绍各种控制策略的原理及优缺点，并展望电机控制策略的发展趋势。
关键词：先进控制理论；电机控制；运用
引言
对于电机而言，其应用范围广，应用场合多，对于机械生产、电气控制以及平时的设备产品都离不开电机，而目前的发展对于电机的控制要求越来越高，传统的控制方式对于电机的发展而言产生脱节，对此，需要更加先进的控制方式来支撑电机控制。目前而言对于控制的方法与理论不断发展，并且产生了具有了一定的效果，如今的先进控制理论在电机控制中应用也越来越广泛。
1控制理论的发展过程
在1980年，著名学者Blaschke首次提出关于交流电动机的矢量控制，自此电机控制走入人们的视野中。随着电机控制技术水平的不断提高，交流伺服电动机的运用范围变得越来越为广泛，进而促使落后的直流电动机被逐渐摒弃和淘汰。在1986年，国外学者首次提出直接转矩控制理论等新知识，对控制系统起到了极大的简化作用，同时为控制理论的未来发展趋势指明了方向。随着我国科学技术水平的不断提高，控制方式也变得越来越智能化，主要发展趋势为无传感器方向，在当前，无感器控制仍然处于研发阶段，尚未在国内获得广泛的运用，所以在未来发展时间中，一定要对先进控制理论基础继续进行强化和完善，才能够有效推动无感器控制。随着直接控制方式的不断发展，能够有效控制机械系统，不过机械控制的难度却变得更高了，所以，我们一定要对相关控制理论不断继续创新。随着电机控制技术水平的不断提高，相继出现越来越多的先进控制理论与控制算法，有效推动了电机控制的发展，尤其是自抗器控制、智能控制、鲁棒理论等。
2鲁棒控制理论的应用
鲁棒控制是指为了满足控制系统的需要，在进行实际的控制过程中在既定的参数设置好之后，便不允许进行修改，并且能够满足最低的控制要求，目的是为了提高控制的可靠性。鲁棒控制的最大优点是其可靠性的保证，即便是在条件恶劣的条件下依旧能够进行控制系统的设计。该控制理论是对电机工作产生的频率范围或者时间范围来进行控制，以此来进行信息识别。对于多电机的同时控制，协调运作时需要高精度的保证，但是由于很多场合对于电机的配合要求过高，很多时候都无法准确的解决，对于模型的建立与应用十分困难，并且还具有各种干扰性因素的影响，给予这种控制环境下，鲁棒控制理论则被提出应用。由于多电机同时工作时电机的模型、负载和跟踪曲线不确定，因此人们在多电机协调工作时进行鲁棒控制理论的应用，例如确定每轴静态的跟踪误差在模拟参考输入中小于允许的差值范围，则采用鲁棒控制理论作为位置环补偿器。
3智能控制理论的应用
目前，在机械设备发展中，智能化是重要的发展趋势，特别是在电机控制方面，智能化的发展是非常突出和显著的。所谓智能化电机控制的运用，就是指将工作环境作为主要依据，能够有效控制电机。在智能化控制理论中，包括很多不同的学科，所以我们一定要各种相关学科知识信息严格把握。针对智能化控制，大致可以划分2种方法，即模糊控制方法、神经网络方法。同时以上方法还是智能化控制中的两大基本性方法。针对神经网络方法，就是有效控制转子的控制和转动，有效处理不同信号，以对传输进行有效反馈。针对外界信号发生的各种变化，通过选用神经网络方法，电机能够对其进行有效反映，能够对电机的稳定性、转动进行有效提高。针对模糊控制理论，就是指和人的语言方式雷同的一种新型控制理论，可以进行智能化反馈控制，保证电机处于理想的运行状态中，提高整体的运动能力。
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4电抗器控制应用
PID控制调节是当下最为普遍也最为便利的控制方式，但是PID控制仍旧有不足之处，电抗器的提出应用有效改善了PID调节的不足之处，采用了非线性的方式，这种方式是在原有PID控制上进行革新，取其精化，去其糟粕，实现达到更为理想的控制方式。该控制方式主要用于异步电动机的控制，异步电动机存在高线性、高阶等特征，在实际的工作过程中，会出现线性耦合的现象，并且是在运行过程中各因素之间相互作用影响。而自抗器属于非线性结构，减少了很多相互作用之间的干扰，并且能够对电机运动能够进行监控，排除了以往的控制不良的问题，具有不错的控制能力。
5自抗扰控制器（ADRC）
ADRC继承PID控制器不依赖于对象模型的优点，利用非线性结构克服了经典PID的缺陷，其基本思想和方法与传统控制器相比有很大的突破。大量仿真实验表明：ADRC的适应性和鲁棒性都很强，而在一定类型对象范围内具有“通用性”。异步电动机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，同步旋转坐标系中定子电压方程存在的非线性耦合作用，使电机定子电流的转矩分量与励磁分量相互影响，极大地影响系统的品质。如能采取某种控制策略抵销和估计出电机内部耦合作用，就能解耦。基于上述原因，将ADRC用于异步电动机的非线性控制，可取得很好的控制效果。ADRC用跟踪-微分器（TD）为参数输入安排过渡过程，得到光滑的输入信号，并提取其微分信号。利用扩张状态观测器（ESO）对对象估计，不仅得到各个状态变量的估计，而且得到对象方程右端估计，即扰动估计。对TD输出与ESO给出的状态变量估计取误差，形成状态变量误差。
6其它控制策略
6.1神经网络与内模复合控制
针对内模控制只适用于参数变化不大且建模误差限定在一定范围内的对象，对此提出将基于人工神经网络的时变时滞系统参数辨识算法与内模控制相结合的自适应内模控制算法。理论分析及仿真结果表明：该算法能克服时滞及参数的变化，具有鲁棒性好、抗干扰能力强的特点，但当对象复杂时，算法庞大。
6.2模糊与变结构控制
滑模变结构控制系统由于时间滞后会引起控制系统的抖振。抖振使系统精度降低，增加机械磨损，甚至使系统不能稳定工作。模糊控制的特点，它对控制对象的参数变化和外扰具较好的自适应性，系统稳定性好，但其响应速度慢。为此，在系统中引入模糊滑模控制来抑制抖振，在模糊化的滑模中采用模糊控制取代Bang-Bang控制。
6.3滑模、模糊、神经网络的复合控制
结合滑模变结构控制、模糊逻辑和神经网络的优点，推出异步电动机自调整模糊滑模变结构控制和自适应模糊神经网络滑模变结构控制两种算法。将滑模变结构控制和智能技术有机结合的新颖控制方案，不仅使系统具有滑模变结构控制的响应速度快、对系统参数变化不敏感和鲁棒性强等优点，还具有模糊逻辑和神经网络不需系统精确数学模型的方便性和稳定性。
结语
电机是工业设备的重要组成部分，因此，对于电机的研发与控制对工业设备的发展具有很大的推动作用。本文首先对电机控制理论的发展过程进行相应的了解，明确当下的控制能力与未来的发展方向，其次对目前较为先进的控制理论进行探讨，了解目前先进的电机控制理论的优势所在以及应用范围。在未来发展中，电机的控制理论依旧是不可避免的话题，需要继续努力。
参考文献：
[1]张凌云，赖豪杰.先进控制理论及策略在电机控制中的应用.电机技术，2017（02）.
[2]魏韡，梅生伟，张雪敏.先进控制理论在电力系统中的应用综述及展望.电力系统保护与控制，2018（12）.
[3]刘吉臻.现代电站自动化技术进展.现代电力，2018（01）.
论文作者:樊学敏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/21
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