开关磁阻调速电机混沌特征分析与混沌扩频策略

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1、开关磁阻调速电机混沌特征分析与混沌扩频策略2010年10月第25卷第10期电工技术学报TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYVol.25No.10Oct.2010开关磁阻调速电机混沌特征分析与混沌扩频策略于东升陈昊卢胜利曾辉（中国矿业大学信电学院徐州221116）摘要为了研宂数字控制开关磁阻调速电机非线性特性，进而改善系统性能，以Matlab软件为基础建立了系统非线性数值仿真模型。利用相空间重构理论分析了系统转速偏差变化率吋间序列，结合不同运行工况下关联维数和最大Ly

2、apunov指数计算结果，证明了系统存在混沌现象。在此基础上提岀一种利用转速偏差变化率实现混沌调频的新方法，并与Chua’s电路混沌调频策略对比论证，给出了母线电流功率谱分布的仿真和实验结果。实验结果证实了文中方法可以提高系统的电磁兼容性能。关键词：开关磁阻模糊控制相空间重构混沌功率谱调频屮图分类号：TM352AnalysisofChaoticBehaviorandChaoticSpreadSpectrumStrategyforSwitchedReluctanceDriveYuDongshengChenHaoLu

3、ShengliZengHui(ChinaUniversityofMiningandTechnologyXuzhou221116China)AbstractThispaperdepictsthenumericalnonlinearsimulationdoneinMatlabsimulationsoftwareinordertostudythenonlinearcharacteristicofdigitallycontrolledswitchedreluctancedriveandthereforeprovideme

4、thodtoimprovesystemperformance.Thegivenworkmakesuseofthephasespacereconstructiontheorytoanalyzethetimeseriesofspeederrorderivative.ThecorrelationdimensionandmaximumLyapunovexponentarecalculatedandtheresultsprovethatchaoticbehaviorexistsinswitchedreluctancedri

5、ve.Onthisbasis,anewfrequencychaoticmodulationstrategyisdesignedandcomparedtoChua'scircuitchaoticmodulation.Fromsimulationandexperimentalresultsitisclearthatthenewfrequencymodulationstrategycanimprovetheelectromagneticcompatibility.Keywords：Switchedreluctance,

6、fuzzycontrol,phase-spacereconstruction,chaos,powerspectrum,frequencymodulation点，特别适合一些环境恶劣、要求连续工作的应用领域［1-2］。但SRD也同时存在转矩脉动人、电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)严重等缺点。选择优良的控制算法可以在很大程度上弱化转矩脉动，提高系统的稳定性，如神经网络控制、模糊控制等［3-4］。随着高性能数字控制芯片的普及，使但数字脉宽调得复杂控制算法的应用变得容易［4-6］

7、。制(DigitalPulseWidthModulation,DPWM)控制控制算法的非线性方式存在的时延及量化误差［7-8］，1引言开关磁阻调速电机(SwitchedReluctanceDriver,SRD)由丁•定转子结构简单、各相可独立控制等优国家自然科学基金(50947053),高等学校博士学科点专项科研基金(20070290504),国际合作重点项冃计划(2008DFA61870),江苏省自然科学基金(BK2007039),江苏省六大人才高峰(A类07-D-024)和江苏省研宂生培养创新工程(CX10B

8、)资助项目。收稿日期2009-06-05改稿日期2010-02-21第25卷第10期相应地也增加了系统的复杂度。研究屮发现，SRD稳态运行时状态参数存在幅度较小的、类似混沌的不规则振荡。文献[9-10]首先证明了SRD系统存在分岔和混沌现象，但是基于简化的系统模型，控制环节采用模拟控制方式，与实际数字控制系统有较大差别。不同于文献[9-10],混沌相空间重构技术只需依据一