3 软件控制策略
在电磁铸轧电源变频装置控制系统中，采用模糊自适应pid控制器作为acr（电流调节器），通过模糊控制实现pid参数kp、ki和kd的在线自整定，以获得更满意的控制效果，如图4所示。
图4 基于模糊自适应pid控制器的电磁铸轧电源变频装置控制系统
根据系统需求可知，电磁铸轧电流波形发生器是实现控制方案的关键环节之一，它输出频率可调、幅值可调并能任意迭加高次谐波的特殊电流波作为电源变频装置的给定。设计中采用查表法实现波形发生器，并同时满足在线实时控制的要求。
3.1 电流波形发生器的产生
正弦波形是由其幅值和频率唯一确定的。设有一正弦函数
式中，a为正弦波的幅值，f0为正弦波的频率,t0为周期。
令y(t)的幅值a=1，将y(t)按1000点进行离散处理，那么，第n个离散点的幅值y(n)为
将离散点y(0)、y(1)、y(2)、y(3)、……y(1000)按顺序组成一个表格sintab，存放在内存中，cpu以固定的周期t访问表格sintab。当步长为m时，获得的数据为y(0)、y(m)、y(2m)、y(3m)、……y(n×m)，这些离散点组成周期t=t×n的正弦波（n=1000/m，取整）。由此可见，当表格长度和访问周期t一定时，cpu以不同的步长访问表格，就可以得到不同频率的正弦波。
由于系统的给定是基波与高次谐波的迭加，以基波、3次谐波和5次谐波的迭加为例，迭加后的给定为
其中：a为幅值给定，k3、k5为谐波的百分含量。
根据上述波形发生器的产生原理可得，叠加结果为y(0)、y(m)+y(3m)+y(5m)、y(2m)+y(6m)+y(10m)、y(3m)+y(9m)+y(15m)、……。在设计中建立正弦函数表sintab和基波与谐波迭加表htab，通过查表建立基波与谐波迭加表格。
3.2 “分段+实时修正”的全数字触发技术
数字式触发电路的触发脉冲形成一般采取以下方式：控制周期定时时间到时，cpu根据给定、反馈信号的采样值，按照一定的控制算法计算出触发角α，并在同步信号到来时刻产生中断；在中断服务程序中，将根据触发角α的当前运算结果给某一对应的定时器中写入一个计数值，定时器对一固定频率的时钟信号计数，计数到计数值时，即达到触发角相应的电角度时, 定时器发出晶闸管的触发脉冲。
所谓“分段+实时修正”，就是每个触发角а分成几段来定时，每次定时的时候以最新的a计算结果来实时修正定时值。采用每30°定时一次的分段方法，即每30°实时修正一次触发角a。利用mcu的timerb模块，采用下面的方法来实现“分段+实时修正”技术：
同步信号的上升沿或下降沿到来时，定时器timerb发生捕获，将此捕获值与30°定时值（对于50hz工频来说约为1.67ms）和写入timerb的一个寄存器（如ccr1），则当定时器计数到ccr1中的值时，会发生定时中断而进入中断服务程序，在中断服务程序中：
（1）计算：触发角的最新计算结果a与当前定时值t之差s，即：s=α-t；
（2）判断与处理
时，立即发出脉冲；
时，将ccr1中的值增加30°，即30°以后再发生中断进行判断与处理；
时，以α作为触发角写入寄存器ccr1，当定时时间到时发出脉冲。
其中
与
是不同处理方式的分界点，其数值没有严格要求，可根据实际情况加以确定。
这种“分段+实时修正”的全数字化触发技术，能有效地克服一般数字触发控制器的实时性不高的问题，提高了控制精度，并且由于数字触发采用软件实现，因而触发规律变更方便，只要稍加修改，就可以适用于其他应用场合。
4 结束语
实验结果表明，本铝电磁铸轧电源变频装置的研究和设计达到了预期效果，负载电流波形比较理想，系统的成功研制有助于铝电磁铸轧技术的推广应用和提高铝材质量的进一步研究。
