文档介绍：广西师范大学
硕士学位论文
电力系统、永磁同步电动机混沌控制研究
姓名:韦笃取
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:罗晓曙
20060401
广西师范大学硕士学位论文
电力系统、永磁同步电动机混沌控制研究
研究生:韦笃取导师:罗晓曙教授
2003 级电路与系统专业非线性电路理论及应用
论文摘要
已有的研究表明,在一定的参数和工作条件下,电力系统、永磁同步电动机(PMSM)
呈现出混沌行为。电力系统处于混沌振荡将严重危及电力系统的稳定、安全运行,甚至会
导致互联电力系统的崩溃。混沌的存在同样会严重影响 PMSM 运行的稳定性,甚至会引起
机电系统的解列。因此研究电力系统、PMSM 的混沌控制方法对保证其稳定、安全运行具
有极其重要的意义。本文对电力系统、PMSM 的混沌控制方法进行了深入研究,并取得一
些对电力系统、PMSM 稳定运行具有理论意义和实用价值的成果。全文主要完成了以下工
作:
(1)归纳和总结了现有的电力系统、PMSM 的混沌模型,并对它们的混沌特性进行了
系统、详细的阐述;介绍了近十年来国内外几种具有代表性的混沌控制方法;重点讨论了
当前电力系统、PMSM 混沌控制方法的研究现状及存在的问题;提出了本文研究的目的和
意义。
(2)首先基于无源性理论,构造自适应反馈控制器使混沌振荡的电力系统等效为闭环
无源系统,然后证明该无源系统可以实现在平衡点的稳定,从而达到控制电力系统混沌振
荡的目的。数值仿真表明,该控制策略不仅行之有效,还具有较强的鲁棒性。
(3)利用 Lyapunov 渐近稳定理论设计自适应混沌控制器,对考虑励磁限制电力系统
的混沌振荡进行控制。该控制策略不需要使用除系统状态变量以外的任何有关被控系统的
信息,并且能在线跟踪系统的不确定性参数,因此不仅简单直接,易于工程实现,还能消除
系统参数的不确定性和外部噪声干扰的影响,具有较强的鲁棒性。
(4)利用微分几何控制理论中的状态反馈精确线性化方法控制 PMSM 中的混沌运动,
这种精确线性化与传统的近似线性化不同,它在线性化过程中没有忽略任何高阶非线性
项,因此不仅是精确的,而且具有全局意义。数值仿真时和传统的近似线性化控制方法进
行了比较,得到的结果与理论分析相一致。
(5)利用鲁棒自适应动态面控制器对 PMSM 混沌运动进行控制,动态面控制器设计过
程采用类似传统的 Backstepping(反演)控制方法的逐步设计法,其优点是通过引入一阶
低通滤波器来克服传统的 Backstepping(反演)控制器设计过程由于虚拟反馈控制输入微
分而引起的“微分项爆炸”的问题。此外,该方法对系统的不确定参数具有鲁棒性。
(6)基于极点配置方法对非均匀气隙 PMSM 一般情形下的混沌运动进行线性状态反馈
控制,由于反馈增益由极点配置方法获得,因此系统的动态响应特性完全符合期望的综合
指标要求。数值仿真表明了该控制方法的有效性。
I
广西师范大学硕士学位论文
关键词:混沌控制电力系统永磁同步电动机无源自适应控制微分几何动态面控
制
II
广西师范大学硕士学位论文
Study on Chaos Control for power system and permanent
synchronous motor
Graduate student: Wei Duqu Advisor: Prof. Luo Xiaoshu
Grade:2003 Major: Circuit and System
Abstract
Recent investigates have indicated that power system and permanent synchronous
motor (PMSM) behavior chaos with some parameters or under certain work conditions which
threaten the secure and stable operation of power system and motor drive system. Thus, it is
indispensable to study the methods of controlling or suppressing chaos in power system and
PMSM. In this thesis, some proper and applicable methods are researched to control chaos in
power sys