文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
柴油发电机组并联运行的混沌现象及控制方法研究
姓名:周昱
申请学位级别:硕士
专业:电力系统及其自动化
指导教师:黄曼磊
2012-03-08
摘要柴油发电机组并联运行的模型是非线性的,而可能产生混沌振荡现象的原因就是非线性系统受一定条件的外界干扰。因此,为了改善船舶电力系统的动态特性,保证船舶电力系统提供可靠的供电质量,本文将对双机并联的船舶电力系统进行非线性建模,利用混沌学理论对船舶电力系统的非线性模型进行深入的研究分析,判断船舶电力系统产生混沌振荡现象的条件,最后针对产生混沌振荡的干扰条件研究抑制船舶电力系统混沌振荡的控制方法。第一,根据柴油发电机组并联运行的特征,确定船舶电力系统数学模型。通常以台柴油发电机组为基础来研究多台柴油发电机组并联运行的情况,所以要考虑ɑ并联运行的条件来确定船舶电力系统数学模型,通过适当的设想和简化,计及了励磁绕组的暂态变化,忽视同步发电机阻尼绕组的影响,确定了同步发电机的三阶模型,再结合并联机组的电气量的耦合关系,确定柴油发电机组并联运行的模型。第二,把一个周期性的电磁功率扰动作为外界的干扰信号加入到所确定的船舶电力系统的数学模型中,研究在干扰信号作用下的并联运行的柴油发电机组工作情况,运用指数分析法确定引发船舶电力系统混沌振荡现象的参数因素。但是借助指数分析方法作为混沌判据仅仅是判断混沌的一个充分条件,所以还需要借助仿真察看这些参数条件下船舶电力系统的功角图、转速图和相图来验证指数分析方法获得的参数条件的正误。第三,设计非线性控制器,本文采用的设计方法是非线性7椒āW畛跻0巡裼发电机组的数学模型通过直接反馈线性化方法实现线性化,其次应用线性7椒ǘ韵性化后的模型设计非线性鲁棒调速器和调压器。在柴油发电机组模型中加入所设计的非线性调速器和调压器,对单台机突加ゾ哺汉桑患%静负荷及双机并联运行三种情况进行仿真分析,得到了每种情况下的动态响应曲线图,以此检查了所设计的非线性鲁棒调速器和调压器是否是准确的。第四,设计非线性混沌控制器。在得到的产生混沌现象的参数条件下,应用非线性Ⅳ。控制方法对混沌振荡进行控制,在加入干扰的同时投入非线性日。调速器和调压器,并通过仿真观察控制器的控制效果,得到双机并联系统中两台柴油发电机组的动态响应曲线,证明在抑制船舶电力系统的混沌振荡现象上非线性鲁棒控制器是准确的。关键词:船舶电力系统;柴油发电机组;双机并联;混沌振荡;指数分析;直接反馈线性化柴油发电机组并联运行的混沌现象及控制方法研究
哈尔滨工程大学硕士学位论文
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第绪论论文的背景和意义在自然界和人类社会中,混沌是一种常见现象,它表达了物体的复杂性,是一种确定论系统中存在的一个类似无规律的、内部的任意性运动。混沌在本身性质上是要表达事物的混乱程度,其不一定就完全是有规律的,也不一定是完全没规律的,而是无规律和有规律的并存,随机性和偶然性的并存,且还带有有序性和通用性,其内蕴含的探索意义及可发展利用的价值很大¨“混沌”这一术语起初是在年通过《数学月刊》,美国数学家兔籍华裔学者⒉嫉摹爸芷谌馕蹲呕煦纭币晃睦锾岬降模溆辛Φ乇砻髁艘发出混沌现象的过程,。一九七六年美国《自然杂志》上首次提出了相似于随机的行为也可以表现在生态学中的一些确定的简单数学模型中这一观点,它是在美国数学生态学家⒉嫉摹毒哂屑ǜ丛佣ρ的简单数学模型》中出现的。混沌学的真正形成时间是在年,因为首届国际混沌会议是于那一年在意大利举办的。、年在倍周期分岔现象中人借助难芯砍晒灾骰竦昧似帐食J约氨甓刃裕佣谌缃竦难芯恐形;煦的发展建立了深厚的理论依据。重构动力系统的理论方法是在年被格雷斯伯等人所确定的,他们是在研究时阳蛄械幕∩匣竦玫幕煦缣卣髁浚绶质⒗钛瞧张捣指数等而获得的启发,这样才促进了混沌从以往的理论阶段向发展利用阶段的演变。混沌在实际应用中的发展很迅速,在世纪年代初己扩大其适用范围到其他领域的技术以及工程,这都要归功于美国科学家卡罗尔,皮科拉及约克,格奥尔基,奥特各自在混沌同步和混沌控制方面获得的巨大的研究成果,混沌控制的热潮也因此在全球发起。同时,因为混沌运动的性质是一种存在于事物中的一般运动现象,所以,在其他领域的学科发展中深入研究混沌,并对其他领域的混沌进行研究,也有利于其他学科的发展,因此,混沌和其他学科是相辅相成的,并促进了它们的全面发展旺混沌运动拥有诸多特别的特征,比如其对原始设置及系统参数的细微改变都非常的敏感,初值的细微改变都会引起混沌轨道的巨大差别;运动的相空间轨道具有界限但它们却具有