混沌理論在電機(jī)及其系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、混沌學(xué)是一門新興交叉學(xué)科，隨著混沌理論的發(fā)展，其正在走近每一個學(xué)科領(lǐng)域。目前，電機(jī)系統(tǒng)中混沌現(xiàn)象的分析、混沌的控制和應(yīng)用等研究都還只是處于起步階段，尚未形成完整的電機(jī)系統(tǒng)混沌運(yùn)動的研究理論和體系。 混沌理論在電機(jī)及其系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，具有重要的理論意義和實(shí)用價值，是一個充滿探索性、挑戰(zhàn)性的研究課題。圍繞此課題，本論文主要做了以下方面的工作： 提出了基于Duffing振子的多頻信號參數(shù)估計方法。在分析Duffing振子動力

2、學(xué)特性基礎(chǔ)上，由Duffing振子在混沌閩值附近對其臨近頻率的微小信號敏感而對其他信號免疫的特性，提出利用Duffing振子估計多頻信號的參數(shù)。在定義了用于度量參數(shù)微小變化的普適特征指數(shù)的基礎(chǔ)上，針對多頻信號的特點(diǎn)，提出了多相位振子組法和平均特征指數(shù)法來提高估計精度。將待測多頻信號送入Duffing振子中，用多相位振子組法估計各分量的頻率，通過平均特征指數(shù)法得到對應(yīng)的幅值和相位。該方法是一種時域分析方法，實(shí)現(xiàn)簡單，估計精度高。對電機(jī)轉(zhuǎn)子

3、斷條故障仿真信號的估計結(jié)果表明該方法對頻率分量接近和低信噪比的多頻信號同樣適用。 給出了兩種利用Duffing振子進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)子故障診斷的方法。 方法一：基于Duffing振子狀態(tài)識別的診斷方法，充分利用了Duffing振子在混沌閾值附近由于參數(shù)敏感性而引起的振子狀態(tài)敏感性這一特點(diǎn)。首先，通過振子列中是否有振子發(fā)生間歇混沌運(yùn)動，來判斷是否有故障特征頻率的存在。在判斷出有特征頻率存在后，再通過振子對中兩個振子狀態(tài)是否一致來區(qū)

4、分?jǐn)鄺l故障和負(fù)荷波動。該方法簡單直觀，將故障信息通過圖像的方式呈現(xiàn)出來，屬于定性診斷的范疇。 方法二：基于Duffing振子多頻信號參數(shù)估計的診斷方法，通過對單相電流中工頻分量、左右邊頻分量的參數(shù)估計，得到故障特征量的精確信息，并根據(jù)定義的故障嚴(yán)重程度因子，對轉(zhuǎn)子故障程度給出量化的結(jié)果，屬于定量診斷方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這兩種方法的可行性和有效性。 設(shè)計了自適應(yīng)反步混沌控制器控制永磁同步電機(jī)中的混沌現(xiàn)象。該控制器能同時兼顧

5、混沌控制要求和電機(jī)控制性能要求并能針對電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時其參數(shù)具有的不確定性問題，設(shè)計參數(shù)估計自適應(yīng)律對參數(shù)進(jìn)行在線辨識。理論分析和仿真結(jié)果均表明該方法能保證系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性和參數(shù)辨識的一致收斂性，滿足電機(jī)系統(tǒng)的混沌控制要求。利用坐標(biāo)平面投影法對永磁同步電機(jī)混沌發(fā)生機(jī)理進(jìn)行分析。坐標(biāo)平面投影法是一種半解析半數(shù)值的高維系統(tǒng)穩(wěn)定性研究方法。該方法在電機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用在一定程度上解決了由于缺乏適用于高階系統(tǒng)混沌研究的解析方法而造成的在高階電機(jī)系統(tǒng)混