矢量控制理論使交流傳動的發(fā)展獲得了質(zhì)的飛躍，得到了與直流傳動系統(tǒng)同樣優(yōu)良的靜、動態(tài)性能。但是，矢量控制理論對電機(jī)參數(shù)的依賴性很大，而電機(jī)參數(shù)則具有一定的時變性。電機(jī)電阻存在的不確定性較大，達(dá)到標(biāo)稱值的150%；同時，電機(jī)電感的不確定性變化較快。矢量控制對參數(shù)變化的敏感性使得實(shí)際系統(tǒng)難以保證完全解耦，實(shí)際控制效果難以達(dá)到理論分析的結(jié)果。本文依據(jù)多模型自適應(yīng)控制理論，根據(jù)被控對象存在的參數(shù)的不確定性，對被控對象電機(jī)系統(tǒng)建立了多個模型，并相應(yīng)地設(shè)計(jì)了多個控制器，基于設(shè)定切換原則和與實(shí)際電機(jī)系統(tǒng)最為匹配的模型，這些控制器對被控對象電機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了最佳調(diào)節(jié)。這樣就解決了常規(guī)自適應(yīng)控制所無法解決的電機(jī)電阻存在的較大不確定性及電機(jī)電感的不確定性變化較快等難點(diǎn)問題。
1 多模型自適應(yīng)控制概述
　　多模型自適應(yīng)控制(Multiple Model Adaptive Control)于20世紀(jì)70年代研制成功，并在90年代再度成為自適應(yīng)控制的一個研究熱點(diǎn)，這一研究實(shí)際上是對傳統(tǒng)的自適應(yīng)控制方法的一種推廣。
1.1多模型自適應(yīng)控制系統(tǒng)的組成
　　多模型自適應(yīng)控制器主要由模型集、控制器集、切換原則三部分組成。
1.2 模型集的建立
　　多模型自適應(yīng)控制是用多個模型逼近系統(tǒng)的不確定性，并在多個模型的基礎(chǔ)上建立控制器進(jìn)行控制的，因此模型集的建立、元素模型的多少將直接影響控制的精度和性能。本文采用動態(tài)優(yōu)化模型集法，利用自適應(yīng)模型和固定模型共同組成模型集。
1.3 多模型自適應(yīng)控制器的構(gòu)成
　　多模型自適應(yīng)控制器首先根據(jù)每個元素模型構(gòu)成元素模型控制器，然后根據(jù)某一性能指標(biāo)的切換函數(shù)將被控系統(tǒng)的控制器切換至使性能指標(biāo)為最小的元素模型控制器上。
2 基于多模型自適應(yīng)控制器的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
2.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)的多模型描述
　　在轉(zhuǎn)子磁場定向的同步旋轉(zhuǎn)系M_T中，根據(jù)參考文獻(xiàn)^[7]，對感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)描述如下：
　　
　　式中:
　　
　　下面以轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)為例進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　
　　對固定模型建立如下指標(biāo)切換函數(shù)：
　　
　　式中，α為遺忘因子，滿足0＜α＜1 i=1,2Λ12
　　在固定模型輸出參數(shù)的同時，兩個自適應(yīng)模型也同步采用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)辨識，以得出電機(jī)系統(tǒng)的參數(shù)：
　　
　　如果L(τ)≤i(τ)，則表明此時模型集中有一個自適應(yīng)模型與真實(shí)的電機(jī)模型最為匹配，選擇該模型參數(shù)作為當(dāng)前時刻的對象模型參數(shù)，即θ(k)=L(k)；并且如果此時L=2，則對第一個自適應(yīng)模型重新設(shè)定初值，即₁(k)=₂(k)。反之，如果i(τ)≤L(τ)，則表明此時模型集中的某個固定模型與真實(shí)的對象模型最為匹配，于是θ(k)=θ_i(k)，同時對第一個自適應(yīng)模型重新賦初值₁(k)=θ_i(k)。
2.2 多模型自適應(yīng)控制器的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
　　基于多模型自適應(yīng)控制器實(shí)現(xiàn)的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)如圖1所示。

2.3 仿真研究
　　選用的電機(jī)參數(shù)如下 ：電機(jī)型號為JQ2-52-4，額定功率為10kW，額定電壓為380V，額定電流為19.8A，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min，額定頻率為50Hz。R_S=1.33Ω,L_m=0.2865H,L_r=0.3005H,R_r=1.12Ω,L_s=0.2942H,J=0.0618kg·m²。轉(zhuǎn)子電阻攝動40%時，由圖2可見，傳統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)的最大動態(tài)速降為74.5r/min，相當(dāng)于4.9%；由圖3可見，多模型控制系統(tǒng)的最大動態(tài)速降為57.3r/min，相當(dāng)于3.9%；由圖4可見，額定負(fù)載擾動時，多模型控制系統(tǒng)的最大動態(tài)速降為42.2r/min，相當(dāng)于2.9%。仿真結(jié)果表明，多模型控制器實(shí)現(xiàn)的變頻調(diào)速系統(tǒng)比傳統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)具有更為優(yōu)良的動、靜態(tài)性能。

　　采用自適應(yīng)模型和固定模型共同組成的具有動態(tài)調(diào)整能力的動態(tài)優(yōu)化模型集，模型集每個時刻都在發(fā)生變化，以此逼近“真實(shí)”電機(jī)系統(tǒng)。基于固定模型設(shè)計(jì)的控制器保證了響應(yīng)速度，而基于自適應(yīng)模型設(shè)計(jì)的控制器保證了精度。