永磁同步电机的非线性动力学特性研究及其混沌控制

发布时间：2017-10-25 12:18

  本文关键词：永磁同步电机的非线性动力学特性研究及其混沌控制

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【摘要】：永磁同步电机(PMSM)是目前为止可以从模型上证明是混沌系统的电机,它因体积小、重量轻、功率因素高、反应快以及较高的效率和输出转矩得到人们的青睐,被广泛的应用在日常生活和生产中,但是永磁同步电机在某些参数和工作条件下会出现混沌行为,而且这些非线性行为正是造成其工作中运行失稳的重要因素。本文中重点探究永磁同步电机在某些参数下的非线性动力学行为,并设法对其运动中的混沌运动进行控制,使其运动轨迹回到我们所期望的目标轨道上来,从而消除混沌,提供永磁同步电机的工作效率,本论文的主要研究工作如下:1、利用dqo坐标系建立了永磁同步电机的本体模型,并同时运用了仿射变换和时间尺度变换两种方法对永磁同步电机的本体模型进行化简,同时讨论其平衡点,使之转化为便于分析的无量纲数学模型。同时,分析了微分方程的稳定性。2、分别建立了气隙均匀条件和气隙非均匀条件下永磁同步电机在断电和不断电两种情况下的动力学数学模型,通过运用数值计算的方法,仿真得到了各种系统模型的分岔图、Lyapunov指数谱图、时间响应图、相图和庞加莱截面图。3、采用分岔图、Lyapunov指数谱图、时间响应图、相图和庞加莱截面图等混沌分析方法,详细分析了各个数学模型,发现了永磁同步电机系统在各个参数不断变化时,系统通过倍周期分岔通往混沌的非线性动力学特性。4、分析了各个参数的动力学行为,得到系统的周期运动、拟周期运动和混沌运动,同时给出了不同模型下每个参数的最优工作区间。5.运用负反馈法和外加周期信号法对永磁同步电动机的混沌行为进行控制,并运用变步长四阶龙哥库塔方法进行数值仿真,模拟出了气隙均匀条件下断电情况时参数r在受控前后的分岔图和Lyapunov指数图,达到了预期的目的。
【关键词】：永磁同步电机 非线性 分岔 Lyapunov指数谱 混沌控制
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 论文的研究背景和意义9
• 1.2 混沌的简介9-11
• 1.2.1 混沌动力学基本特点：9-10
• 1.2.2 混沌的判断方法10-11
• 1.2.2.1 时间历程图和相图10
• 1.2.2.2 李雅普诺夫指数10-11
• 1.2.2.3 庞加莱截面法11
• 1.3 永磁同步电机的国内外研究现状11-12
• 1.4 本文的研究内容和安排12-14
• 2 永磁同步电动机的非线性动力学模型及稳定性分析14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 永磁同步电机数学模型的建立14-17
• 2.3 PMSM的平衡点的稳定性17-23
• 2.3.1 PMSM稳定性定义17-18
• 2.3.2. 微分方程零解的稳定性18-21
• 2.3.2.1 线性方程的稳定性18-19
• 2.3.2.2 非线性微分方程19-21
• 2.3.3 稳态运行及Hopf分岔情形21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 气隙均匀条件下永磁同步电机动力学特性分析24-52
• 3.1 引言24
• 3.2 PMSM气隙均匀条件下的数学模型建立24-25
• 3.3 断电情况下PMSM的动力学特性25-38
• 3.3.1 断电情况下PMSM的数学模型25-26
• 3.3.2 参数r对永磁同步电动机动力学特性的影响26-32
• 3.3.3 参数σ 对PMSM动力学特性的影响32-38
• 3.4 不断电情况下PMSM的动力学特性38-50
• 3.4.1 不断电情况下永磁同步电机的数学模型38
• 3.4.2 参数σ 对PMSM动力学特性的影响38-46
• 3.4.3 参数du对永PMSM动力学特性的影响46-50
• 3.5 本章小结50-52
• 4 气隙非均匀条件下永磁同步电机的动力学特性分析52-79
• 4.1 引言52
• 4.2 气隙非均匀条件下永磁同步电动机数学模型的建立52
• 4.3 断电情况下永磁同步电动机的动力学特性52-64
• 4.3.2 参数 ε 对永磁同步电动机动力学特性的影响53-58
• 4.3.3 参数a对永磁同步电动机动力学特性的影响58-64
• 4.4 不断电情况下永磁同步电动机的动力学特性64-77
• 4.4.1 不断电情况下永磁同步电动机的数学模型64
• 4.4.2 参数σ 对永磁同步电动机动力学特性的影响64-71
• 4.4.3 参数qu对永磁同步电动机动力学特性的影响71-77
• 4.5 本章小结77-79
• 5 永磁同步电机的混沌控制79-86
• 5.1 引言79
• 5.2 永磁同步电机的负反馈法混沌控制79-82
• 5.3 永磁同步电机的外加周期信号法混沌控制82-85
• 5.4 本章小结85-86
• 6 总结与展望86-87
• 6.1 本文的主要研究工作86
• 6.2 后续研究工作的展望86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91
• 攻读学位期间的研究成果91

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3 梁建术;陈予恕;;Bonhoeffer-van der Pol方程的混沌控制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年

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本文编号：1093686