劉 娜，董志冉

（1.湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南株洲 412006；2.中國鐵路廣州局集團(tuán)有限公司株洲機(jī)務(wù)段，湖南株洲 412004）

0 引言

為實(shí)現(xiàn)電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，加強(qiáng)能源轉(zhuǎn)換、信息處理和控制效果，采用線性PI 或PID 調(diào)節(jié)器，并取得一定的效果。但在系統(tǒng)長期運(yùn)行中，還會(huì)暴露出一些問題。對此，將模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用其中，因模糊與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)屬于非線性控制，可以對線性和非線進(jìn)行有效控制，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)

電力傳動(dòng)系統(tǒng)作為電力企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，是電力傳輸?shù)闹匾ǖ馈?/p>

（1）從整個(gè)系統(tǒng)的角度分析，電力傳動(dòng)系統(tǒng)可以看成從里到外的一系列級(jí)聯(lián)環(huán)，在實(shí)際運(yùn)行中，可以只利用其中的一個(gè)或者幾個(gè)環(huán)。同時(shí)，利用電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換形成機(jī)械能，并將驅(qū)動(dòng)設(shè)備作為主要傳動(dòng)力，保證其他關(guān)聯(lián)系統(tǒng)或相關(guān)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

（2）電力傳動(dòng)系統(tǒng)可分為交流電機(jī)傳動(dòng)和直流電機(jī)傳動(dòng)。電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的電能易于傳輸和集中生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，避免電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生異常。另外，電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中使用電機(jī)的功率范圍較寬，一般情況下從幾瓦到1 萬千瓦以上，是相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿Α?/p>

2 模糊與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

模糊與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)前，需要對其進(jìn)行分析和了解，以保證應(yīng)用效果。

2.1 模糊理論

模糊理論主要指將模糊集合的基本概念，或連續(xù)隸屬度函數(shù)理論融合在一起，形成一個(gè)全新理論，可以將其分為模糊數(shù)學(xué)、模糊系統(tǒng)、不確定性和信息、模糊決策、模糊邏輯與人工智能等，并且這幾個(gè)方面不是完全獨(dú)立，存在著一定聯(lián)系。例如：在模糊控制方面就用到模糊數(shù)據(jù)和模糊邏輯概念。另外，應(yīng)用模糊理論時(shí)，一般主要集中在模糊系統(tǒng)中，重點(diǎn)是在模糊控制方面，這樣可以有效提升模糊理論的應(yīng)用效果。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論是由大量神經(jīng)元通過有效聯(lián)系，形成非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，主要是一種仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能力，并且從外界環(huán)境或者其他神經(jīng)元獲得相應(yīng)信息。同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論通過簡單計(jì)算，將結(jié)果輸出到外界或者其他神經(jīng)元。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信息后，會(huì)進(jìn)入一定的狀態(tài)，并且由于神經(jīng)元之間是相互聯(lián)系的狀態(tài)，可以根據(jù)神經(jīng)元本身的動(dòng)力學(xué)特性，對外界刺激的興奮模式，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)變成新的平衡狀態(tài)，這樣特定結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就可以定義出一類模式，并且可以進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)一種新的映射關(guān)系。另外，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接方式不同，可以形成不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式展開使用，可以在一定程度上保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用效果。

3 應(yīng)用分析

分析模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)理論后，需要有針對性地將模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到電力傳動(dòng)系統(tǒng)，目的是保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的控制效果，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)內(nèi)容，只有進(jìn)行有效控制，才能降低異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生，保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制系統(tǒng)應(yīng)用中，具體內(nèi)容可以從2 個(gè)方面展開。

（1）應(yīng)用于控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程，主要通過增加自適應(yīng)機(jī)制，對運(yùn)行模式和狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，運(yùn)用模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，可以生成模糊規(guī)則和成員函數(shù)，但控制系統(tǒng)運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間相對較長，需要根據(jù)電力傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際情況，有針對性地使用控制系統(tǒng)，可以提升電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的性能，為相關(guān)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)性的保證。

（2）一些現(xiàn)代化技術(shù)的使用，盡管可以解決控制器系統(tǒng)問題，但計(jì)算時(shí)間相對加長，對電力傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)造成一定的影響。在這樣的情況下，模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以與控制器相結(jié)合，并且根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)的模糊控制方式，對電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。同時(shí)，可以采用一個(gè)或者多個(gè)神經(jīng)元與增量形式的控制系統(tǒng)結(jié)合起來，對變量、自整定控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使控制器的使用性能大大提升，有效保證其控制。尤其在系統(tǒng)運(yùn)行溫度方面，降低異常現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2 穩(wěn)定器控制

模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要對各方面進(jìn)行綜合性考慮，穩(wěn)定器就是其中的一個(gè)。加強(qiáng)穩(wěn)定器的控制，可以有效保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。具體運(yùn)用可從3 個(gè)方面展開。

（1）電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)定器可以一直是低頻功率，對發(fā)電機(jī)電壓能力進(jìn)行維持，保證其平衡性。同時(shí)，模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在穩(wěn)定器運(yùn)行過程中，可以利用自適應(yīng)控制技術(shù)對穩(wěn)定器進(jìn)行處理，保證穩(wěn)定器實(shí)現(xiàn)在線辨識(shí)，分析電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行情況，并且做出相應(yīng)的調(diào)整，以保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在穩(wěn)定期運(yùn)用，穩(wěn)定器可以根據(jù)電力傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對低頻振動(dòng)進(jìn)行控制，保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（2）可以利用對象的線性模型，對非線性電力傳動(dòng)系統(tǒng)來說，可以有效提升其控制性能。同時(shí)，模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在穩(wěn)定器的運(yùn)用，可以保證穩(wěn)定器適應(yīng)非線性電力傳動(dòng)系統(tǒng)，并且其算法相對簡單，控制效果非常明顯。

（3）由于模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有良好的學(xué)習(xí)能力，可以在線對模糊邏輯進(jìn)行調(diào)整，可以利用周期短的快速控制系統(tǒng)，提升其計(jì)算效率，對電力傳動(dòng)系統(tǒng)做出很好的控制。

3.3 滑模度控制器

隨著電力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，其容量在不斷增加，系統(tǒng)結(jié)果已逐漸趨向復(fù)雜，對滑模速度控制器也有著較高的要求。對此，為充分體現(xiàn)滑模速度控制器的使用性能，將模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用其中，具體的內(nèi)容可以從2 個(gè)方面展開。

（1）模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在滑模速度控制器運(yùn)用時(shí)，主要是利用系統(tǒng)模糊估算法，模糊邏輯用來改變控制器的結(jié)構(gòu)以使系統(tǒng)對大誤差有較快的響應(yīng)，以此保證滑模速度控制器運(yùn)行效果。同時(shí)，模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在滑模速度控制器中的運(yùn)用，可以根據(jù)電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)測功率和電壓的情況，對控制器進(jìn)行調(diào)整，以此降低異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生，保證電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）利用自適應(yīng)機(jī)制給定變化參數(shù)，增加滑膜速度控制器的使用性能。可以將PM 無閥電機(jī)設(shè)置在滑模速度控制器中，對速度和位置進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免產(chǎn)生異?，F(xiàn)象?？梢岳梅抡娣绞剑瑢?lì)磁控制器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決。

3.4 其他

由于電力傳動(dòng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，在運(yùn)用模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，需要進(jìn)行綜合性考慮。模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有分布存儲(chǔ)信息、信息處理、邏輯推理、遺傳算法等功能，并且在這些功能應(yīng)用到電力傳動(dòng)系統(tǒng)中，進(jìn)而對串聯(lián)電容的控制器、靜止無功補(bǔ)償、直流輸電控制系統(tǒng)控制器和負(fù)荷預(yù)測等方面，進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)，可以有效提升電力傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能，降低異常現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

分析電力傳動(dòng)系統(tǒng)，以及模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，只有對各方面進(jìn)行深入了解，才能保證模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

從系統(tǒng)運(yùn)行控制、穩(wěn)定器控制、勵(lì)磁控制器等方面，對模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力傳動(dòng)系統(tǒng)中運(yùn)用的相關(guān)內(nèi)容展開分析，目的是通過利用模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對電力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別，以保證電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低異常現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高經(jīng)濟(jì)效益。