直驱永磁同步风力发电机动力学特性仿真分析

为了研究直驱永磁风力发电机的混沌特性,通过建立永磁同步电机的混沌模型,从理论上分析了电机在某一参数改变时系统从电压稳定到崩溃的发展过程。在MATLAB中进行编程研究永磁同步电机的混沌特性,在PSCAD/EMTDC中,搭建直驱永磁风力发电机模型,对直驱风力发电机随着风速改变而引起的电压崩溃现象进行了时域仿真,与混沌特性比较,验证正确性。仿真结果表明,在系统参数匹配的条件下,当风速达到临界值时,电机出现无规则振荡,电压忽高忽低乃至崩溃,严重影响电机的并网稳定性。     

基于最大Lyapunov指数的无刷双馈电机混沌现象分析

从混沌机理研究角度,采用数值仿真方法计算最大Lyapunov指数,分析并验证了无刷双馈电机中存在的混沌现象。基于无刷双馈电机d-q轴数学模型,导出非线性微分方程;以转子运动时间常数的倒数为电机系统的控制参量,根据实际电机参数构建无刷双馈电机的混沌模型;通过计算混沌模型的最大Lyapunov指数,分析电机出现混沌现象时所对应的参数范围。采用MATLAB建模仿真,论证了无刷双馈电机进入混沌运动状态时的参数条件。     

永磁同步电机混沌运动机理分析

永磁同步电机的参数变化会使系统的稳定性发生改变,主要表现为电机转速的失稳和电流的不规则振荡,针对此问题,提出一种基于轨迹保稳降维的永磁同步电机混沌运动机理分析方法。首先,利用Lyapunov稳定性理论和分岔图研究不同参数条件下永磁同步电机的动力学特性,从宏观角度分析该系统的稳定性;然后,采用平面坐标投影法对永磁同步电机混沌运动的微观机理进行深入解析,分析系统平衡点在混沌运动过程中性态的变化规律,从而进一步揭示永磁同步电机混沌吸引子的特性;最后,利用电子电路对永磁同步电机进行物理构建,并验证理论分析的正确性。     

解耦自适应反步法永磁直线同步电机混沌控制

针对永磁直线同步电机运行过程中存在的混沌动态行为,构建电机混沌模型,编写程序,计算其任意参数下的最大Lyapunov指数.通过分析电机的混沌动态特性,构造状态反馈解耦,降低混沌系统阶数.基于永磁同步电机的状态反馈解耦模型设计反步法混沌控制器.针对系统中可能含有的不确定性参数,提出解耦模型下的自适应反步法混沌控制,构造虚拟控制量,设计控制律,实时跟踪预测系统参数.为使系统状态快速稳定收敛至零点,构造Lyapunov方程进行稳定性分析.仿真结果表明,所提解耦自适应反步法能使永磁同步电机混沌系统快速恢复到稳定运行状态,鲁棒性强,响应速度快、控制精度高.     

直驱型波浪发电系统的混沌运动及反步滑模变控制

为研究直驱式波浪发电系统的混沌现象及混沌控制问题,根据直线电机双轴数学模型,将系统转化为类Lorenz混沌方程。通过数值法计算最大Lyapunov指数谱,证明在特定参数和工况下,电机系统会出现混沌运动。通过构造状态反馈解耦,降低混沌系统阶数。采用反步法构造虚拟控制量,针对虚拟控制量设计滑模控制器,构造控制律进行混沌控制,提出反步滑模变控制方案。稳定性分析中,根据Lyapunov稳定性理论,证明了系统的全局一致渐进收敛。仿真结果表明,所设计反步滑模变控制器能使直线电机系统迅速脱离混沌状态,在抑制传统滑模控制中抖振现象的同时,保留了滑模变结构的强鲁棒性,具有一定的优越性。     

开关电感Boost变换器的失效机理及基于参数扰动的混沌控制方案研究

开关电感Boost变换器是新能源系统中应用较为广泛的一种高增益DC-DC变换器。由于变换器本身的特性,当电路参数的变化超出一定范围时,会发生分岔、混沌等非线性现象,造成变换器失效,此时变换器无法正常稳定运行并且工作性能下降,因此有必要控制变换器从混沌态重回稳定态。基于参数扰动混沌控制法的基本原理,设计了适用于峰值电流控制型开关电感Boost变换器的混沌控制方案。该方案可使工作于混沌状态的变换器能迅速返回周期-1态稳定工作,其输出电压增益得以提高、输出纹波显著降低,并且在输入和负载有较大扰动时变换器系统均能稳定工作。利用非线性理论对变换器失效机理进行分析和混沌控制,对于DC-DC变换器参数设计、稳定性分析和性能提升具有一定的实际应用价值。     

基于Melnikov方法的电力系统混沌振荡参数计算

为了研究大干扰下电力系统中的混沌振荡,提高电力系统的稳定性,分析了非线性三参数二机电力系统振荡的异宿分支,给出了Melnikov函数的计算方法,推导出了Melnikov函数具有简单零点的条件,获得了电力系统发生混沌振荡的锥形参数区域和带形参数区域,从而阐明了二机电力系统产生混沌振荡的机理,得到了定量化的参数条件,为准确判断混沌振荡和提高大偏差状态下电力系统的稳定性提供了计算依据.最后通过仿真实验证实了当系统所受到的周期性负荷扰动足够大时,电力系统将出现混沌振荡.     

具有不确定参数的混沌系统的模糊保代价控制

研究了具有不确定参数混沌系统的稳定模糊保代价控制问题。采用T-S模糊模型描述混沌非线性系统，对具有范数有界，时变参数不确定性的混沌系统，得到了存在稳定模糊保代价控制器的充分条件。并推算出了相应的线性矩阵不等式(LMI)形式。     

控制电容参数对DCVM Cuk PFC稳定性的影响

对控制电容参数的改变导致不连续电容电压模式Cuk功率因数校正变换器存在的慢尺度分岔现象进行了研究。基于谐波平衡法和Floquet理论对系统进行分析,研究结果表明:减小控制电容,系统由稳定发生倍周期分岔继而进入混沌,在分岔过程中系统模态没有改变,这与主电路电容引起混沌时电路存在多种模态无规律切换显著不同。并给出了输入电压和负载分别变化时,控制电容的临界稳定值。最后,通过电路实验验证了理论分析的正确性。     

高频Boost变换器稳定运行的参数域分析

高频条件下的Boost变换器具有功率密度大、转换效率高和适于大规模集成等特点而备受关注,但因其强非线性特性,在工作中更容易因参数选择不当或外部受到大干扰使得系统产生分岔和混沌现象。通过建立高频Boost变换器的频闪映射模型,利用Jacobian矩阵特征值变化判断系统的稳定参数域,分析了该变换器各参数在不同条件下产生分岔的情况,通过电路仿真及实验验证了高频Boost变换器中出现的分岔及混沌现象与理论分析结果一致。本结论能够为Boost变换器在高频条件下维持稳定运行提供参考,也为系统的进一步优化设计和控制提供理论依据。     

电网混沌系统的T-S模糊非线性PI控制

为抑制电网的混沌现象,提出了一种电网混沌系统的T-S模糊模型的非线性状态比例-积分(PI)控制方法。通过建立电网混沌系统的T-S模糊模型,将具有强非线性的电力系统分解为局部线性化的子系统,针对每一个子系统设计非线性状态比例-积分控制器,理论论证了控制系统的稳定性。最后由仿真实验证实了该方法能够有效抑制电网的混沌现象。     

基于延时反馈的超声波电动机混沌控制

超声波电动机转速控制系统在一定的参数范围内会出现混沌行为。为了控制超声波电动机转速控制中的混沌行为,设计了参数自适应延时反馈控制器。仿真结果表明,该控制器能够控制系统的不稳定周期轨道,从而消除混沌,使系统从混沌状态进入稳定状态。     

永磁同步电动机混沌运动的完全精确线性化控

永磁同步电动机在一定条件下或参数处于某特定区域会发生混沌现象,这影响了电动机运行的性能。根据微分几何理论,利用完全精确线性化的方法,设计出控制混沌的控制律。该方法以转子角速度为控制变量,通过电动机的非线性反馈进行解耦,转子角速度可以根据跟踪设定其稳定点。这个控制律可以使系统稳定在某一平衡点,而且这个平衡点不是唯一的,这样可以根据情况设定平衡点,满足了实际需要。实验仿真表明,利用完全精确线性化的可以使系统消除混沌,达到了新的平衡,这证实了控制律的有效性。     

行波超声波电动机混沌建模与分析

作为一个复杂的非线性动力学系统,在一定的参数范围和外部输入条件下,行波超声波电动机系统存在复杂的混沌运动,但至今未见相关研究。在建立行波超声波电动机非线性混沌分析模型基础上,分析行波超声波电动机转速控制系统的Lyapunov指数谱、分岔图及电压相对于转速的轨迹图等非线性运行特性,为超声波电动机的混沌控制及反控制研究奠定了基础。     

异步电动机定子磁链与电磁转矩的逆系统解耦控制方法

为了实现脉宽调制电压源型逆变器供电的异步电动机调速系统定子磁链和电磁转矩的动态解耦控制，基于逆系统理论提出了一种新型的解耦控制策略。根据异步电动机调速系统的动态数学模型，证明了其逆系统的存在性，在此基础上得到了逆系统的输入输出方程。把得到的逆系统和异步电动机调速系统相级联，从而将多变量、非线性、强耦合的控制对象解耦成了两个一阶线性子系统，分别称为转矩子系统和磁链子系统，利用线性控制理论对各个调节器进行了设计，实现了定子磁链和电磁转矩对各自参考值的全局渐进跟踪。使用Matlab软件进行了仿真实验，实验结果验证了控制方案的可行性。     

光储直柔背景下直流空调电机控制策略研究

光储直柔系统出现新能源出力和负荷变化等扰动后,直流母线电压将发生波动,这对直流空调电机的稳定运行提出了挑战。分析了直流空调驱动系统与交流空调驱动系统的拓扑结构及优缺点,研究了滑模观测器、最大转矩电流比和超前角弱磁相结合的控制策略,通过识别直流母线电压的波动,可以快速调节电机的控制参数。在Matlab/Simulink软件中搭建了采用上述控制策略的空调电机仿真模型,并依据空调的实际运行工况进行了仿真验证。结果表明,该控制策略实现了直流母线电压波动下空调电机的全速域稳定运行。     

两电机调速系统的神经网络逆在线调整控制

针对MIMO非线性强耦合的两电机变频调速系统,在基于神经网络逆系统离线训练的基础上提出了在线调整的策略,通过静态神经网络加积分器来构造两电机变频调速系统的逆模型,在实际运行中不断地修正神经网络权值,更精确地逼近其逆系统,实现MIMO系统的线性化与解耦.仿真和实验结果表明,系统具有优良的动静态解耦性能和较强的抗负载扰动的能力.     

基于对角化法的永磁直线同步电机二阶滑模控制

在永磁直线同步电机(permanent-magnet linear synchr- onous motor,PMLSM)伺服系统中,模型的阶次高,且速度和电流等变量间存在的耦合严重影响速度跟踪的快速性和精度。采用基于奇异摄动理论的对角化方法将永磁直线同步电机伺服系统分解成慢变和快变子系统。为了保证系统的鲁棒性,利用2阶滑模控制的次优算法分别独立设计慢变和快变子系统的控制律,再将2个控制律合成得到永磁直线同步电机的复合控制律。仿真结果表明,所提出的策略具有良好的速度跟踪性能,同时对负载扰动和参数变化具有很强的鲁棒性。     

无轴承异步电机数学模型与解耦控制

针对无轴承异步电机是一个强耦合的非线性复杂系统,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的成功解耦是电机稳定悬浮工作的关键问题.在给出了无轴承异步电机径向悬浮力产生原理的基础上,推导了径向悬浮力和电机旋转部分的数学模型,并采用转子磁场定向控制策略设计了无轴承异步电机矢量控制系统,利用Matlab/Simulink工具箱对该控制系统进行了仿真.仿真试验表明,该控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且实现了径向悬浮力和旋转力矩之间的解耦控制,电机具有良好的动、静态性能.     

线性连续系统混沌跟踪控制的T-S模型方法

针对连续时间稳定线性系统的混沌跟踪控制问题,采用T-S模糊模型表示的非线性混沌系统为参考模型,通过引入跟踪控制器,实现了连续时间稳定线性系统渐近跟踪某混沌系统,使整个系统具有期望的混沌行为.控制器的设计不需要精确对消条件,提高了控制器设计的灵活性,使之更易于实际应用.仿真研究表明,通过优化控制器参数减少了跟踪误差,提高了控制精确度.