柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的混沌現(xiàn)象及控制方法研究.pdf

1、柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的模型是非線性的，而可能產(chǎn)生混沌振蕩現(xiàn)象的原因就是非線性系統(tǒng)受一定條件的外界干擾。因此，為了改善船舶電力系統(tǒng)的動態(tài)特性，保證船舶電力系統(tǒng)提供可靠的供電質(zhì)量，本文將對雙機(jī)并聯(lián)的船舶電力系統(tǒng)進(jìn)行非線性建模，利用混沌學(xué)理論對船舶電力系統(tǒng)的非線性模型進(jìn)行深入的研究分析，判斷船舶電力系統(tǒng)產(chǎn)生混沌振蕩現(xiàn)象的條件，最后針對產(chǎn)生混沌振蕩的干擾條件研究抑制船舶電力系統(tǒng)混沌振蕩的控制方法。
　　 第一，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的

2、特征，確定船舶電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。通常以2臺柴油發(fā)電機(jī)組為基礎(chǔ)來研究多臺柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的情況，所以要考慮2臺機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的條件來確定船舶電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)想和簡化，計(jì)及了勵磁繞組的暫態(tài)變化，忽視同步發(fā)電機(jī)阻尼繞組的影響，確定了同步發(fā)電機(jī)的三階模型，再結(jié)合并聯(lián)機(jī)組的電氣量的耦合關(guān)系，確定柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的模型。
　　 第二，把一個周期性的電磁功率擾動作為外界的干擾信號加入到所確定的船舶電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中，研究

3、在干擾信號作用下的并聯(lián)運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組工作情況，運(yùn)用Lyapunov指數(shù)分析法確定引發(fā)船舶電力系統(tǒng)混沌振蕩現(xiàn)象的參數(shù)因素。但是借助Lyapunov指數(shù)分析方法作為混沌判據(jù)僅僅是判斷混沌的一個充分條件，所以還需要借助仿真察看這些參數(shù)條件下船舶電力系統(tǒng)的功角圖、轉(zhuǎn)速圖和相圖來驗(yàn)證Lyapunov指數(shù)分析方法獲得的參數(shù)條件的正誤。
　　 第三，設(shè)計(jì)非線性控制器，本文采用的設(shè)計(jì)方法是非線性H∞方法。最初要把柴油發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型通過直

4、接反饋線性化方法實(shí)現(xiàn)線性化，其次應(yīng)用線性H∞方法對線性化后的模型設(shè)計(jì)非線性魯棒調(diào)速器和調(diào)壓器。在柴油發(fā)電機(jī)組模型中加入所設(shè)計(jì)的非線性調(diào)速器和調(diào)壓器，對單臺機(jī)突加100％靜負(fù)荷，突減100%靜負(fù)荷及雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行三種情況進(jìn)行仿真分析，得到了每種情況下的動態(tài)響應(yīng)曲線圖，以此檢查了所設(shè)計(jì)的非線性魯棒調(diào)速器和調(diào)壓器是否是準(zhǔn)確的。
　　 第四，設(shè)計(jì)非線性混沌控制器。在得到的產(chǎn)生混沌現(xiàn)象的參數(shù)條件下，應(yīng)用非線性H∞控制方法對混沌振蕩進(jìn)行控制，