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1、电网DOI:10.3969/J.issn.1009-9492.2013.12.010永磁同步电机的混沌模型及其控制器设计吴凤娇,王卫玉,商玉娟,刘晨晨,门成尧(西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100)摘要:永磁同步电机在一定条件下会表现出有害的混沌运动,因此研究永磁同步电机的控制技术具有重要意义。首先,基于前人的研究,给出了永磁同步电机的数学模型;其次,为消除混沌对同步电机的有害影响,基于线性反馈控制理论,为永磁同步电机设计了相应的控制器;最后,采用Matlab数值仿真验证了所设计控制器的有效性。关键词:永磁同步电机;混沌;线性反馈控制;数值仿真中图
2、分类号:TM32文献标识码:A文章编号:1009—9492(2013)12—0034—03ChaosModelandControllerDesignofPermanentMagnetSynchronousMotorwuFeng-jiao,WANGWei—yu,SHANGYu-jHall,LIUChen-chen,MENCheng—yao(DepartmentofElectricalEngineering,NorthwestA&FUniversity,Yang!ing712100,China)Abstract:Permanentmagnetsynchronousmoto
3、rwillexhibitchaoticbehaviorundercertainconditions,SOit’smeaningfultostudythechaoscontrolofpermanentmagnetsynchronousmotor.Firstly,basedonpreviousresearch,themathematicalmodelofpermanentmagnetsynchronousmotorisproposed.Secondly,toeliminatethechaosbehavior,thecontrollerisdesignedforperman
4、entmagnetsynchronousmotorcontrolbasedonlinearfeedbackcontroltheory.Lastly,Matlabnumericalsimulationsareshowntoverifytheeffectivenessofthedesignedcontroller.Keywords:permanentmagnetsynchronousmotor;chaos;linearfeedbackcontrol;numericalsimulation0引言件下会呈现出极限环和混沌吸引子等非常丰富的永磁同步电机(PermanentMag
5、netSynchro.动态行为。JingI4等对气隙非均匀的PMSM系统进nOUSMotor,PMsM)作为一种发展非常迅速的行了Hopf分岔动态行为研究。Li等研究了永磁电机,越来越引起人们的广泛关注。这与其小同步电机的复杂动力学行为,如Poincare映射、体积、轻便、高效率的优点是分不开的,永磁Lyapunov指数及容量维等。材料和控制技术的迅速发展也促进了PMSM的永磁同步电机的混沌运动是有害的,应该设应用,因而研究PMSM的特性具有很重要的意计相应的控制器予以消除。人们对于如何控制混义。沌开展了大量的研究,并已经设计出许多控制方非线性是产生混沌的必要条件,P
6、MSM的数法,包括线性反馈控制方法、模糊控制方法、滑学模型是一种典型的非线性系统,因此可以推测模控制方法以及主动控制方法等I。当然对于不PMSM中可能会产生混沌运动t,相关研究学者同的混沌系统,可以采用不同的方法进行控制,已经对PMSM的特性进行了诸多研究,并取得了每种方法也有其优缺点,应该在实际应用中进行很多成果。例如,采用混沌分析的经典分岔理检验。论,张波等[31对PMSM系统进行了复杂的动力学分笔者通过数学分析推导,设计方便且容易实析,从理论上证明PMSM强非线性系统在一定条现的线性反馈控制器,将永磁同步电机控制到期收稿日期:2013—06—28吴凤娇等:永磁同
7、步电机的混沌模型及其控制器设计电力望的运行点,从而消除系统的混沌现象,使系统达到一稳定状态。151永磁同步电机的混沌数学模型l0永磁同步电机的无量纲数学模型如下:5f1d,..。-g。一d+Wtq"4-Ud一5—10{一(1)一l5Idw=or(iq-W)一20其中i和i是定子电流,W是转子角频率,=KrLUd/6R+Iq/bR+1,和=KTLU~/bR。是定子电压,是外部的负荷扭矩,=bL/JR和(a)系统。一一铂三维相图是运行参数,在这里取==TL=0进行研究。为方便研究,取1=,:=,-W,a=和b=将永磁同步电机的数学模型(1)改写为下式:=
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