永磁同步电机的混沌分析与跟踪控制

2012年03月22日11:06:10 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

张兴华，梅　磊，王德明
南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京

摘　　　要：针对永磁同步电机在一些特定的参数和工作条件下呈现的复杂动态行为，在分析永磁同步电机（ＰＭＳＭ）混沌运动特性的基础上，提出了一种ＰＭＳＭ混沌系统的转速跟踪控制方法。首先通过仿射变换和时间尺度变换，将转子磁场定向坐标系下的ＰＭＳＭ模型，变换成一种简单的无量纲模型。之后采用相图、分岔图和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数的方法，分析了ＰＭＳＭ的混沌动态特性。较后通过在原状态方程中增加一个状态变量的方法，采用比例积分控制，设计了一种ＰＭＳＭ的混沌运动控制器，实现了ＰＭＳＭ混沌系统对给定参考转速的渐近跟踪，仿真结果验证了控制方法的有效性。

关　键　词：永磁同步电机；混沌分析；跟踪控制

１　引　言
永磁同步电机（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏｔｏｒ，ＰＭＳＭ）具有结构简单、运行可靠、能量转换效率高和调速性能好等优点。在航空航天、工业自动化装置、电动车、医疗器械，家用电器和计算机外围设备等领域得到了广泛应用。永磁同步电机在一些特定的参数和工作条件下会呈现复杂的混沌动态行为［１３］，表现为转矩和转速的间歇振荡和不规则的电流噪声等。当电机处于混沌运动状态时，电力传动系统的运行质量和稳定性将受到严重影响。因此研究ＰＭＳＭ的混沌产生机理，进而采取有效的方法来抑制或是消除电机运行中出现的混沌现象受到了国内外学者的广泛关注。目前，针对ＰＭＳＭ的混沌运动，已提出了许多有效的控制方法［４７］，其中的一些方法还不完善，有待进一步的改进。例如，文献［６］采用状态延迟反馈方法对ＰＭＳＭ混沌进行控制，其缺点是难以确定延迟时间常数，且只能实现混沌系统的镇定，不能将混沌系统控制到预设的轨道；文献［７］提出的纳入轨道和强迫迁徙方法，其控制目标不允许是给定系统自身的轨道，并且要在系统轨道处于吸引域中时才能进行控制。此外，由于该方法实质上是一种开环控制，理论上不能保证控制系统是稳定的，因而在实际中难以实现。本文给出了一类永磁同步电机（ＰＭＳＭ）混沌系统的转速跟踪控制方法。在分析ＰＭＳＭ混沌特性的基础上，通过在原ＰＭＳＭ动态方程中增加状态变量和引入ＰＩ控制的方法，实现了ＰＭＳＭ混沌系统对参考给定转速的渐近跟踪。该方法不仅稳定区域大、可实现对参考给定的渐近跟踪，而且控制结构简单，易于实现。

登录网站后可下载文件

永磁同步电机的混沌分析与跟踪控制

相关阅读: