混沌理論在電機及其系統(tǒng)中的應用.pdf

1、混沌學是一門新興交叉學科，隨著混沌理論的發(fā)展，其正在走近每一個學科領域。目前，電機系統(tǒng)中混沌現象的分析、混沌的控制和應用等研究都還只是處于起步階段，尚未形成完整的電機系統(tǒng)混沌運動的研究理論和體系。 混沌理論在電機及其系統(tǒng)中的應用研究，具有重要的理論意義和實用價值，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估計方法。在分析Duffing振子動力

2、學特性基礎上，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。在定義了用于度量參數微小變化的普適特征指數的基礎上，針對多頻信號的特點，提出了多相位振子組法和平均特征指數法來提高估計精度。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，通過平均特征指數法得到對應的幅值和相位。該方法是一種時域分析方法，實現簡單，估計精度高。對電機轉子

3、斷條故障仿真信號的估計結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振子進行電機轉子故障診斷的方法。 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敏感性而引起的振子狀態(tài)敏感性這一特點。首先，通過振子列中是否有振子發(fā)生間歇混沌運動，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、分斷條故障和負荷波動。該方法簡單直觀，將故障信息通過圖像的方式呈現出來，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估計，得到故障特征量的精確信息，并根據定義的故障嚴重程度因子，對轉子故障程度給出量化的結果，屬于定量診斷方法。實驗結果證實了這兩種方法的可行性和有效性。 設計了自適應反步混沌控制器控制永磁同步電機中的混沌現象。該控制器能同時兼顧

5、混沌控制要求和電機控制性能要求并能針對電機實際運行時其參數具有的不確定性問題，設計參數估計自適應律對參數進行在線辨識。理論分析和仿真結果均表明該方法能保證系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性和參數辨識的一致收斂性，滿足電機系統(tǒng)的混沌控制要求。利用坐標平面投影法對永磁同步電機混沌發(fā)生機理進行分析。坐標平面投影法是一種半解析半數值的高維系統(tǒng)穩(wěn)定性研究方法。該方法在電機系統(tǒng)中的應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系統(tǒng)混