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文檔簡介
1、目前,船舶電站普遍采用發(fā)電機并聯(lián)運行,發(fā)電機作為船舶電力系統(tǒng)中發(fā)電的重要設備,控制難度大。在非線性動力學系統(tǒng)中,混沌振蕩作為一種特殊的運行狀態(tài),越來越受到重視,混沌振蕩現(xiàn)象主要表現(xiàn)為船舶電力系統(tǒng)運行中所觀測到的大量類似隨機的、突發(fā)或陣發(fā)性的電力系統(tǒng)振蕩。這種振蕩過程沒有固定的周期,它對船舶電力系統(tǒng)的安全運行是一種極大的威脅,可能會造成系統(tǒng)失穩(wěn)。本文首先論述了混沌的基本性質,接著分析了電力系統(tǒng)的非線性,進一步研究了魯棒控制器的設計。研究發(fā)
2、現(xiàn)可以利用非線性魯棒控制器來控制汽輪發(fā)電機組并聯(lián)運行時出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象。具體開展了以下方面的研究工作:
首先,通過對船舶電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機模型的分析,可得到單機電力系統(tǒng)中汽輪發(fā)電機組主調節(jié)汽門控制系統(tǒng)狀態(tài)方程,以及勵磁系統(tǒng)的數(shù)學模型,確定船舶電力系統(tǒng)單機數(shù)學模型,再結合并聯(lián)時電壓與電流耦合關系,還有負載電流關系,確定汽輪發(fā)電機組雙機并聯(lián)的非線性數(shù)學模型。
其次,利用Lyapunov指數(shù)分析法對船舶電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的混沌
3、振蕩進行分析,將通過計算得到的Lyapunov指數(shù)譜作為電力系統(tǒng)混沌行為的判據(jù)。根據(jù)船舶電力系統(tǒng)非線性模型,在模型中加入一個周期擾動,分析當系統(tǒng)中的擾動幅值和擾動功率發(fā)生變化時,觀察Lyapunov指數(shù)譜圖中Lyapunov指數(shù)?1,?2,3?的取值,得出系統(tǒng)出現(xiàn)混沌的條件,然后進一步觀察取不同的擾動幅值時,得到汽輪發(fā)電機組的功角和轉速的波形圖,以及系統(tǒng)相圖,并對它們的圖形進行分析。最后驗證了采用Lyapunov指數(shù)分析法的正確性,得出
4、了汽輪發(fā)電機組出現(xiàn)混沌振蕩現(xiàn)象的參數(shù)條件,為進行混沌控制的研究提供了前提條件。
再次,本文通過建立的船舶電力系統(tǒng)非線性數(shù)學模型,以直接反饋線性化方法和非線性魯棒控制理論為基礎,設計非線性調速器和調壓器,建立汽輪發(fā)電機組統(tǒng)一的數(shù)學模型,并通過仿真觀察控制效果。
本文針對汽輪發(fā)電機組雙機并聯(lián)時出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象,運用Matlab仿真軟件實現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)的分析與仿真,通過仿真實驗結果,得到船舶電力系統(tǒng)中出現(xiàn)混沌現(xiàn)象的條件,通過
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