電力傳動系統模糊與神經網絡技術的運用

劉 娜，董志冉

（1.湖南有色金屬職業技術學院，湖南株洲 412006；2.中國鐵路廣州局集團有限公司株洲機務段，湖南株洲 412004）

0 引言

為實現電力傳動系統運行的穩定性，加強能源轉換、信息處理和控制效果，采用線性PI 或PID 調節器，并取得一定的效果。但在系統長期運行中，還會暴露出一些問題。對此，將模糊和神經網絡技術運用其中，因模糊與神經網絡技術屬于非線性控制，可以對線性和非線進行有效控制，提升電力系統運行的穩定性。

1 電力傳動系統

電力傳動系統作為電力企業生產的重要組成部分，是電力傳輸的重要通道。

（1）從整個系統的角度分析，電力傳動系統可以看成從里到外的一系列級聯環，在實際運行中，可以只利用其中的一個或者幾個環。同時，利用電能進行轉換形成機械能，并將驅動設備作為主要傳動力，保證其他關聯系統或相關生產的穩定性。

（2）電力傳動系統可分為交流電機傳動和直流電機傳動。電力傳動系統運行過程中所需要的電能易于傳輸和集中生產，可以實現遠程控制，避免電力傳動系統運行產生異常。另外，電力傳動系統運行中使用電機的功率范圍較寬，一般情況下從幾瓦到1 萬千瓦以上，是相關行業生產的主要動力。

2 模糊與人工神經網絡技術

模糊與人工神經網絡技術應用于電力傳動系統前，需要對其進行分析和了解，以保證應用效果。

2.1 模糊理論

模糊理論主要指將模糊集合的基本概念，或連續隸屬度函數理論融合在一起，形成一個全新理論，可以將其分為模糊數學、模糊系統、不確定性和信息、模糊決策、模糊邏輯與人工智能等，并且這幾個方面不是完全獨立，存在著一定聯系。例如：在模糊控制方面就用到模糊數據和模糊邏輯概念。另外，應用模糊理論時，一般主要集中在模糊系統中，重點是在模糊控制方面，這樣可以有效提升模糊理論的應用效果。

2.2 神經網絡技術理論

神經網絡技術理論是由大量神經元通過有效聯系，形成非線性動態系統，主要是一種仿生物神經網絡能力，并且從外界環境或者其他神經元獲得相應信息。同時，神經網絡技術理論通過簡單計算，將結果輸出到外界或者其他神經元。神經網絡輸入信息后，會進入一定的狀態，并且由于神經元之間是相互聯系的狀態，可以根據神經元本身的動力學特性，對外界刺激的興奮模式，會自動轉變成新的平衡狀態，這樣特定結構的神經網絡，就可以定義出一類模式，并且可以進行一定的轉變，實現一種新的映射關系。另外，由于神經網絡的連接方式不同，可以形成不同的神經網絡模式展開使用，可以在一定程度上保證神經網絡技術的應用效果。

3 應用分析

分析模糊和神經網絡技術相關理論后，需要有針對性地將模糊和神經網絡技術應用到電力傳動系統，目的是保證電力傳動系統運行的穩定性，加強系統運行的控制效果，提高經濟效益。

3.1 控制系統

控制系統是模糊和神經網絡技術應用的重點內容，只有進行有效控制，才能降低異?，F象的產生，保證電力傳動系統運行的穩定性。模糊和神經網絡技術在控制系統應用中，具體內容可以從2 個方面展開。

（1）應用于控制系統的運行過程，主要通過增加自適應機制，對運行模式和狀態進行調整。同時，運用模糊和神經網絡技術時，可以生成模糊規則和成員函數，但控制系統運行啟動時間相對較長，需要根據電力傳動系統的實際情況，有針對性地使用控制系統，可以提升電力傳動系統運行的性能，為相關生產提供基礎性的保證。

（2）一些現代化技術的使用，盡管可以解決控制器系統問題，但計算時間相對加長，對電力傳動系統的運行會造成一定的影響。在這樣的情況下，模糊和神經網絡技術可以與控制器相結合，并且根據神經網絡的自適應的模糊控制方式，對電力傳動系統運行過程進行嚴格控制，以保證運行過程的穩定性。同時，可以采用一個或者多個神經元與增量形式的控制系統結合起來，對變量、自整定控制系統進行設計，使控制器的使用性能大大提升，有效保證其控制。尤其在系統運行溫度方面，降低異常現象的產生，保證電力傳動系統運行的穩定性。

3.2 穩定器控制

模糊和神經網絡技術在電力傳動系統運行過程中，需要對各方面進行綜合性考慮，穩定器就是其中的一個。加強穩定器的控制，可以有效保證電力傳動系統運行的穩定性。具體運用可從3 個方面展開。

（1）電力傳動系統運行時，穩定器可以一直是低頻功率，對發電機電壓能力進行維持，保證其平衡性。同時，模糊和神經網絡技術在穩定器運行過程中，可以利用自適應控制技術對穩定器進行處理，保證穩定器實現在線辨識，分析電力傳動系統運行情況，并且做出相應的調整，以保證電力傳動系統運行的穩定性。另外，模糊和神經網絡技術在穩定期運用，穩定器可以根據電力傳動系統的運行情況，對低頻振動進行控制，保證電力傳動系統運行的穩定性。

（2）可以利用對象的線性模型，對非線性電力傳動系統來說，可以有效提升其控制性能。同時，模糊和神經網絡技術在穩定器的運用，可以保證穩定器適應非線性電力傳動系統，并且其算法相對簡單，控制效果非常明顯。

（3）由于模糊和神經網絡技術具有良好的學習能力，可以在線對模糊邏輯進行調整，可以利用周期短的快速控制系統，提升其計算效率，對電力傳動系統做出很好的控制。

3.3 滑模度控制器

隨著電力傳動系統的發展，其容量在不斷增加，系統結果已逐漸趨向復雜，對滑模速度控制器也有著較高的要求。對此，為充分體現滑模速度控制器的使用性能，將模糊和神經網絡技術運用其中，具體的內容可以從2 個方面展開。

（1）模糊和神經網絡技術在滑模速度控制器運用時，主要是利用系統模糊估算法，模糊邏輯用來改變控制器的結構以使系統對大誤差有較快的響應，以此保證滑模速度控制器運行效果。同時，模糊和神經網絡技術在滑模速度控制器中的運用，可以根據電力傳動系統運行實測功率和電壓的情況，對控制器進行調整，以此降低異?，F象的產生，保證電力網絡的穩定運行。

（2）利用自適應機制給定變化參數，增加滑膜速度控制器的使用性能?？梢詫M 無閥電機設置在滑模速度控制器中，對速度和位置進行嚴格控制，避免產生異常現象?？梢岳梅抡娣绞?，對勵磁控制器的運行狀態進行識別和分析，以便及時發現問題并及時解決。

3.4 其他

由于電力傳動系統較為復雜，在運用模糊和神經網絡技術時，需要進行綜合性考慮。模糊和神經網絡技術具有分布存儲信息、信息處理、邏輯推理、遺傳算法等功能，并且在這些功能應用到電力傳動系統中，進而對串聯電容的控制器、靜止無功補償、直流輸電控制系統控制器和負荷預測等方面，進行處理和調節，可以有效提升電力傳動系統的運行性能，降低異常現象的出現。

4 結束語

分析電力傳動系統，以及模糊和神經網絡技術的相關內容，只有對各方面進行深入了解，才能保證模糊和神經網絡技術在電力傳動系統的應用效果。

從系統運行控制、穩定器控制、勵磁控制器等方面，對模糊和神經網絡技術在電力傳動系統中運用的相關內容展開分析，目的是通過利用模糊和神經網絡技術，對電力傳動系統結構進行識別，以保證電力傳動系統運行的穩定性，降低異?，F象的產生，提高經濟效益。