应该是3个，但是人们也习惯称为单变量模糊控制系统。
下面以单输入单输出模糊控制器为例，给出几种结构形式的模糊控制器，如图4-4。一般情况下，一维模糊控制器用于一阶被控对象，由于这种控制器输入变量只选取一个误差，它的动态控制性能不佳。所以，目前广泛采用的均为二维模糊控制器，这种控制器以误差和误差的变化率为输入变量，以控制量的变化为输出变量。
图4-4模糊控制器的结构
4.4 自适应模糊控制 70年代以来，由于空间技术、机器人控制和过程控制的需要，尤其是微计算机技术的迅猛发展，自适应控制理论和设计方法获得了迅速的发展，它已经成为现代控制理论中的一个重要研究领域。
自适应控制器必须同时具备两个功能：
(1)根据被控过程的运行状态给出合适的控制量，即控制功能；
(2)根据给出的控制量的控制效果，对控制器的控制决策进一步改进，以获得更好的控制效果，即学习功能。
因此，自适应控制器是同时执行系统辨识和控制任务的。自适应控制器有各种类型，而自适应模糊控制器的本质是通过对控制器性能的观察，作出控制决策，并用语言形式描述策略。 4.4.1 自适应模糊控制器的结构
自适应模糊控制器是在简单模糊控制器的基础上，增加了三个功能模块而构成的一种模糊控制器，其结构如图4-5所示。该图表示的是单输入单输出的情况。
图4-5 自适应模糊控制器的结构图 图中增加的三个功能块为：
(1) 性能测量——用于测量实际输出特性与希望特性的偏差，以便为控制规则的修正提供信息，即确定输出响应的校正量P；
(2) 控制量校正——将输出响应的校正量转换为对控制量的校正量R； (3) 控制规则的修改——对控制量的校正通过修改控制规则来实现。 4.4.2 自适应模糊PI控制器的工作原理
在工业生产过程中，许多被控对象随着负荷变化或受干扰因素影响，其对象特性参数或结构发生改变。自适应控制运用现代控制理论在线辨识对象特征参数，实时改变其控制策略，是控制系统品质指标保持在最佳范围，但其控制效果的好坏取决于辨识模型的精确度，这对于复杂系统是非常困难的。因此，在工业生产过程中，大量采用的仍然是PI算法，PI参数的整定方法很多，但大多数都以对象特性为基础。 计算机技术的发展，人们利用人工智能的方法将操作人员的调整经验作为知识存入计算机，根据现场实际情况，计算机能自动调整PI参数，这样就出现了智能PI控制器，这种控制器把古典的PI控制与先进的专家系统相结合，实现系统的最佳控制。这种控制必须精确的确定对象模型，首先将操作人员长期实践积累的经验知识用控制规则模型化，然后运用推理对PI参数实现最佳调整。
自适应模糊PI(PI参数模糊自整定)控制是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制，它的基本原理是将输入语言变量偏差和偏差变化率的精确值变为模糊量，根据PI控制参数与偏差及偏差变化率的模糊函数关系进行模糊决策，实现PI参数的模糊在线自整定，由于操作者经验不易描述，控制过程中的各种信号量以及评价指标不易表示，模糊理论是解决这一问题的有效途径，所以人们运用模糊数学的基本理论方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并把这些模糊控制规则以及有关信息（如评价指标、初始PI参数等）作为知识存入在计算机数据库中，然后计算机根据控制系统的实际响应情况（即专家系统的输入条件），运用
模糊推理，即可实现对PI参数的最佳调整。这就是自适应模糊PI控制。自适应模糊PI控制控制器目前有多种结构形式，但其工作原理基本一致。 自适应模糊PI控制器由常规PI控制部分和模糊推理两部分组成。模糊推理部分实质就是一个模糊控制器，根据偏差和偏差变化率对PI参数自整定的要求，利用模糊控制规则在线对PI参数进行修改，从而使被控对象有良好的动、静态性能。
其设计思想是先找出PI控制系统与参考值之间的偏差和偏差变化率 之间的模糊关系，在运行中通过不断检测偏差和偏差变化率，再根据模糊控制推理来对两参数进行在线修改，以满足在不同偏差和偏差变化率时对控制参数的不同要求。
从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑，kp、
ki的作用如下。
（a）比例系数kp的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。
kp越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但易产生超调，甚至会导致系统不稳定。kp取值过小，会降低调节精度，使响应速度缓慢，从而延长调节时间，使系统静、动态特性变坏。
（b）积分作用系数ki的作用是消除系统的稳态误差。ki越大，系统的静态误差消除越快，但ki过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。ki过小，将使系统静态误差难以消除，影响系统的调节精度。
PI参数的整定必须考虑到在不同时刻2个参数的作用及相互之间的互联关系。模糊自整定PI是在PI算法的基础上，通过计算当前系统偏差和偏差变化率，利用模糊规则进行模糊推理，查询模糊矩阵进行参数调节。模糊控制的核心是总结工程设计人员的技术和实际操作经验，建立核实的模糊规则表，得到针对kp、ki2个参数分别整定的模糊控制表。
（1）kp的模糊控制规则表如表4-1所示。 （2）ki的模糊控制规则表如表4-2所示。
表4-1 kp的模糊控制规则表
ec NB NM NS ZO PS PM PB ?kp e NB PB PB PM PM PS ZO ZO NM PB PB PM PS PS ZO NS NS PM PM PM PS ZO NS NS ZO PM PM PS ZO NS NM NM PS PS PS ZO NS NS NM NM PM PS ZO NS NM NM NM NB PB ZO ZO NM NM NM NB NB
表4-2 ki的模糊控制规则表 ec NB NM NS ZO PS PM PB ?ki e NB NB NB NM NM NS ZO ZO NM NB NB NM NS ZO ZO NS NS NB NM NS NS ZO PS PS ZO NM NM NS ZO PS PM PM PS NM NS ZO PS PS PM PB PM ZO ZO PS PS PM PB PB PB ZO ZO PS PM PM PB PB 将系统误差和误差变化率变化范围定义为模糊集上的论域。其模糊子集e,e??NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB?,子集中的元素分别代表负大、负中、负
?小、零、正小、正中、正大。e、e和kp、ki可服从三角形或正态分布形隶属函数曲线，因此可得出各模糊子集的隶属度，根据模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计PI参数的模糊矩阵表，查出修正参数代入下式计算：
kp?kp??kp
ki?ki??ki
式中，kp、ki为原来先整定好的PI参数，?kp、?ki为模糊控制器的输出，根据被控制对象的状态自动调整PI参数的取值。
?第五章 永磁同步电机的控制及仿真
永久磁铁励磁的同步电机具有体积小、重量轻、效率高、转子无发热问题、控制较异步电动机简单等特点。从而永磁同步电动机广泛应用于千瓦级以下的伺服传动系统中。矢量控制具有动态的高速响应、低频转矩增大和控制灵活等优点，并能广泛应用于定位控制或大范围调速系统中。
本章主要任务是对永磁同步电动机调速进行设计和仿真，采用两种仿真模型：一种是基于传统线性PI调节器的仿真模型，另一种是基于自适应模糊PI控制器的仿真模型。通过SIMULINK/MATLAB搭建仿真模型并进行仿真，分析仿真结果，总结两种调速系统的性能。 5.1双闭环PI调速系统 5.1.1 电压空间矢量
电机输入三相正弦电压的最终目的是在空间产生圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。直接针对这个目标，把逆变器和异步电机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制PWM电压，这样的控制方法称为“磁链跟踪控制”，磁链的轨迹是靠电压空间矢量相加得到的，所以又称“电压空间矢量 PWM 控制”。
在变压变频调速系统中，电动机有三相PWM逆变器供电，这时，供电电压和三相对称正弦电压有所不同。为使电动机对称工作，必须三相同时供电，即在任一时刻一定有处于不同桥臂下的三个功率开关器件同时导通，而相应桥臂的另外三个功率器件则处于关断状态。这样从逆变器的拓扑结构看，功率器件共有八个工作状态(见表5-1)，即 表5-1 逆变器的8种工作状态 工作状态（数字量） 向 量 SU SV SW 1 0 0 V1 1 1 0 V2 0 1 0 V3 0 1 1 V4 0 0 1 V5 1 1 0 0 1 0 1 1 0 V6 V7 V8 对于每一个工作状态，逆变器供给交流电动机的三相电压都可用一个空间向量表示。由于逆变器直流侧输入电压恒定，且三相对称工作，所以三相相电压的幅值相等，在空间相位上互差60?。因此在任一工作状态下电压空