变压器铁磁混沌系统的分析及控制

发布时间：2018-05-01 21:13

  本文选题：铁磁谐振 + 混沌理论　； 参考：《西安理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：电力系统的动态行为包含复杂的非线性现象。输变电系统中含有大量感性和容性元件,当达到某些条件时可能发生铁磁谐振,危害电力系统的安全稳定运行。本文对一个变压器铁磁混沌系统进行研究,对其动态行为进行了详细的分析,研究表明该系统在一定的参数条件下出现混沌振荡,产生过电压。并在此基础上,研究了该系统铁磁谐振过电压的抑制方法。首先,本文在一个变压器铁磁谐振系统基础上,通过增加一个时间维度,将此三阶非自治系统转化为一个四阶自治系统,采用相平面图、庞加莱截面图、李雅普诺夫指数、分岔图等方法对其动力学行为进行了详细的分析与研究,揭示了系统参数对其动力学行为的影响,进而能够得到混沌态以及周期态的系统参数F的具体数值,最后借助MATLAB仿真模型来评估所得结果的正确性。其次,为了能够有效控制系统在混沌状态时下的铁磁谐振过电压,本文采用了模糊控制策略对其混沌行为进行抑制。在深入了解模糊控制理论的基础上,完成模糊控制器的设计,并在MATLAB中进行数值仿真。通过对仿真波形的对比分析,发现该控制方法虽然能对过电压实现一定程度的抑制作用,但其电压波形并不能完全符合正弦波。最后,结合模糊控制理论与延迟反馈控制策略对该系统的铁磁谐振过电压进行抑制。在延迟反馈控制器的设计中,本次毕业设计主要采用了区域寻优法来设定延迟时间,再借助计算系统指数来提取反馈因子,同时结合模糊控制,实现了铁磁谐振系统从混沌状态转移到稳定的周期轨道上。仿真结果表明将模糊控制与延迟反馈控制相结合的控制策略,对该系统的铁磁谐振过电压现象具有很好的抑制作用。
[Abstract]:The dynamic behavior of power system includes complex nonlinear phenomena. There are a large number of inductive and capacitive components in the power transmission and transformation system. Ferroresonance may occur when certain conditions are reached, which is harmful to the safe and stable operation of the power system. In this paper, a transformer ferromagnetic chaotic system is studied, and its dynamic behavior is analyzed in detail. On this basis, the suppression method of ferroresonance overvoltage is studied. Firstly, on the basis of a transformer ferromagnetic resonance system, by adding a time dimension, the third order nonautonomous system is transformed into a fourth order autonomous system. The phase plane diagram, the Poincare section diagram, the Lyapunov exponent are used. The dynamic behavior of the system is analyzed and studied in detail by means of bifurcation diagram, and the influence of system parameters on its dynamic behavior is revealed, and the specific values of system parameter F of chaotic state and periodic state can be obtained. Finally, MATLAB simulation model is used to evaluate the correctness of the results. Secondly, in order to effectively control the ferroresonance overvoltage in the chaotic state, the fuzzy control strategy is used to suppress the chaotic behavior of the system. On the basis of deep understanding of fuzzy control theory, the design of fuzzy controller is completed, and the numerical simulation is carried out in MATLAB. Through the comparison and analysis of the simulation waveform, it is found that the control method can suppress the overvoltage to a certain extent, but the voltage waveform can not completely accord with the sine wave. Finally, combining fuzzy control theory and delay feedback control strategy, the ferroresonance overvoltage of the system is suppressed. In the design of the delay feedback controller, this graduation design mainly adopts the region optimization method to set the delay time, then calculates the system index to extract the feedback factor, and combines with the fuzzy control. The transition of ferromagnetic resonance system from chaotic state to stable periodic orbit is realized. The simulation results show that the control strategy combining fuzzy control with delay feedback control has a good effect on the suppression of ferroresonance overvoltage in the system.
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM41

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本文编号：1831063