非均匀气隙永磁同步电机的自适应混沌同步

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1、第26卷第6期控制理论与应用、，01．26NO．62009年6月ControlTheory&ApplicationsJun．2009文章编号：1000—8152(2009)06—0661—04非均匀气隙永磁同步电机的自适应混沌同步张兴华，丁守刚(南京工业大学自动化学院，江苏南京210009)摘要：提出了一种非均匀气隙永磁同步电机(PMSM)混沌系统的同步控制方法．首先通过多时标变换，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．之后采用相图和分岔图的方法，对PMSM的混沌动态行为进行了分析．指出了倍周期分岔是非均匀气隙PMSM通向混沌的主要途径．最后基于

2、Lyapunov稳定性理论，设计自适应控制器，实现了PMSM系统的混沌同步．数字仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的有效性．关键词：永磁同步电机；Lyapunov稳定性；倍周期分岔；混沌同步；中图分类号：TM301．2文献标识码：AAdaptivechaoticsynchronizationofpermanentmagnetsynchronousmotorswithnonsmoothair-gapZHANGXing—hua，DINGShou—gang(CollegeofAutomation，NanjingUniversityofTechnology,NanjingJi

3、angsu210009，China)Abstract：AsynchronizatiOilcontrolmethodisproposedforthechaoticsystemofthepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)withnonsmoothair-gap．First，themodelofthePMSMintherotor-field．orientedframeistransformedintoasimpledimensionlessformviathemulti—time—SCaletransformation．andthenthe

4、chaoticbehaviorsofthePMSMareanalyzedbymeansofthephaseportraitandthebifurcationdiagram．Theperiod—doublingbifurcationisconsideredthemajorcauseforthePMSMt0bechaotic．Finally,byemployingtheLyapunovstabilitytheory,wedesignanadaptivecontrollerforrealizingthechaoticsynchronizationofthePMSM．Numeric

5、alsimulationresultsconfirmtheCOlTectnessofthetheoreticalanalysisandvalidityoftheproposedmethod．Keywords：PMSM；Lyapunovstability；period—doublingbifurcation；chaossynchronization1引言(Introduction)沌行为在一些特殊的应用场合却是有益的，如混沌Pecora和Carroll在1990年首次提出具有不同的随机性可用于使物质充分混合．研究发现，当驱动初始条件的两个同类混沌系统的同步控制方法以电机处在混

6、沌状态时，可提高研磨和搅拌效率【819]．来【川，混沌同步引起了人们的广泛关注．迄今，国内由此引出了电机的混沌反控制[10】问题．而关于永磁外学者已提出多种混沌同步控制方法，如自适应混同步电机混沌同步问题的研究目前尚不多见．沌同步【2】、后推控制混沌同步【3j、时延反馈控制混沌本文给出了一种非均匀气隙PMSM混沌系统的同步【】和反馈线性化混沌同步【5]等．近年来，由于混同步控制方法．首先通过一个多时标变换，将转子沌同步在信息处理和保密通信领域的重要应用价磁场定向坐标系下的PMSM模型，变换成一种简单值，混沌同步更是成为非线性科学的研究热点．的无量纲模型．在此基础上，分析了P

7、MSM的混沌动作为一种应用广泛的电力传动系统驱动电机，永态行为．之后，基于Lyapunov稳定性方法，设计了一磁同步电机在一些特定的参数和工作条件下会呈现种PMSM混沌系统的同步控制器，实现了非均匀气混沌行为[。，，表现为转矩和转速的间歇振荡和不隙PMSM系统的混沌同步．规则的电流噪声等．这种混沌行为对电力传动系统的稳定性构成威胁．为保持电力传动系统运行的性2永磁同步电机的多时标数学模型(Multi—能，需要抑制或消除电机运行时出现的混沌现象，由timescalemodelofPMSM1此引出了电机的混沌控制问题．