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混沌状态下永磁同步发电机的故障诊断——LMI法研究

吴忠强 杨阳 徐纯华

混沌状态下永磁同步发电机的故障诊断——LMI法研究

吴忠强, 杨阳, 徐纯华
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  • 本文以永磁同步风力发电机为研究对象, 在两相同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机的数学模型. 应用时间尺度和线性仿射变换建立了系统混沌模型, 验证了系统在某些参数和工作条件下会出现混沌运动. 随后在考虑系统不确定性的情况下设计了故障观测器, 在系统发生故障时, 通过所设计的故障观测器能对混沌状态下永磁同步发电机的故障做出准确估计. 仿真结果表明基于线性矩阵不等式方法的故障观测器能够对系统故障做出快速准确的诊断.
    • 基金项目: 河北省自然科学基金(批准号: F2012203088)资助的课题.
    [1]

    Calderaro V, Galdi V, Piccolo A, Siano P 2008 Electric Power Systems Research 78 1109

    [2]

    Dincer F 2011 Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 5135

    [3]

    Sanchez J A, Veganzones C, Martinez S 2008 Renewable Energy 33 1186

    [4]

    Dong L L, Wang Y 2011 Renewable Energy Resource 29 7(in Chinese) [董琳琅, 王永 2011 可再生能源 29 7]

    [5]

    Dang C L, Zhang L, Zhou M X 2011 Energy Procedia 2 844

    [6]

    Kesraoui M, Korichi N, Belkadi A 2011 Renewable Energy 36 2655

    [7]

    Meharrar A, Tioursi M, Hatti M, Boudghéne A, Stambouli 2011 Expert Systems with Applications 38 7659

    [8]

    Ren H P, Liu D, Li J 2003 Proceedings of the CSEE 23 175 (in Chinese) [任海鹏, 刘丁, 李洁 2003 中国电机工程学报 23 175]

    [9]

    Wei D Q 2011 Ph. D. Dissertation (Guangzhou: South China University of Technology) (in Chinese) [韦笃取 2011 博士学位论文 (广州: 华南理工大学)]

    [10]

    Wei D Q, Luo X S, Fang J Q, Wang B H 2006 Acta Phys. Sin. 55 54 (in Chinese) [韦笃取, 罗晓曙, 方锦清, 汪秉宏 2006 物理学报 55 54]

    [11]

    Wei D Q, Zhang B 2009 Chin. Phys. B 18 1399

    [12]

    Li D, Zhang X H, Yang D, Wang S L 2009 Acta Phys. Sin. 58 1432 (in Chinese) [李东, 张小洪, 杨丹, 王时龙 2009 物理学报 58 1432]

    [13]

    Li D, Wang S L, Zhang X H 2009 Acta Phys. Sin. 58 2939 (in Chinese) [李东, 王时龙, 张小洪 2009 物理学报 58 2939]

    [14]

    Li D, Wang S L, Zhang X H, Yang D 2010 Chin. Phys. B 19 1

    [15]

    Ren L N, Liu F C, Jiao X H, Li J Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 2939 (in Chinese) [任丽娜, 刘福才, 焦晓红, 李俊义 2012 物理学报 61 2939]

    [16]

    Yang G L, Li H G 2009 Acta Phys. Sin. 58 7552 (in Chinese) [杨国良, 李慧光 2009 物理学报 58 7552]

    [17]

    Shen Y X, Zhu Y, Ji Z C 2009 Control Theory & Application 26 1282 (in Chinese) [沈艳霞, 朱芸, 纪志成 2009 控制理论与应用 26 1282]

    [18]

    Zhang B, Li Z, Mao Z Y 2002 Control Theory & Application 19 841 (in Chinese) [张波, 李忠, 毛宗源 2002 控制理论与应用 19 841]

    [19]

    Zhang B, Li Z, Mao Z Y, Pang M X 2001 Proceedings of the CSEE 21 13 (in Chinese) [张波, 李忠, 毛宗源, 庞敏熙 2001 中国电机工程学报 21 13]

    [20]

    K Mohamed, M Chadli, M Chaabane 2012 International Journal of Automation and Computing 9 331

  • [1]

    Calderaro V, Galdi V, Piccolo A, Siano P 2008 Electric Power Systems Research 78 1109

    [2]

    Dincer F 2011 Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 5135

    [3]

    Sanchez J A, Veganzones C, Martinez S 2008 Renewable Energy 33 1186

    [4]

    Dong L L, Wang Y 2011 Renewable Energy Resource 29 7(in Chinese) [董琳琅, 王永 2011 可再生能源 29 7]

    [5]

    Dang C L, Zhang L, Zhou M X 2011 Energy Procedia 2 844

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    [7]

    Meharrar A, Tioursi M, Hatti M, Boudghéne A, Stambouli 2011 Expert Systems with Applications 38 7659

    [8]

    Ren H P, Liu D, Li J 2003 Proceedings of the CSEE 23 175 (in Chinese) [任海鹏, 刘丁, 李洁 2003 中国电机工程学报 23 175]

    [9]

    Wei D Q 2011 Ph. D. Dissertation (Guangzhou: South China University of Technology) (in Chinese) [韦笃取 2011 博士学位论文 (广州: 华南理工大学)]

    [10]

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    Wei D Q, Zhang B 2009 Chin. Phys. B 18 1399

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    Li D, Zhang X H, Yang D, Wang S L 2009 Acta Phys. Sin. 58 1432 (in Chinese) [李东, 张小洪, 杨丹, 王时龙 2009 物理学报 58 1432]

    [13]

    Li D, Wang S L, Zhang X H 2009 Acta Phys. Sin. 58 2939 (in Chinese) [李东, 王时龙, 张小洪 2009 物理学报 58 2939]

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    [17]

    Shen Y X, Zhu Y, Ji Z C 2009 Control Theory & Application 26 1282 (in Chinese) [沈艳霞, 朱芸, 纪志成 2009 控制理论与应用 26 1282]

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    Zhang B, Li Z, Mao Z Y 2002 Control Theory & Application 19 841 (in Chinese) [张波, 李忠, 毛宗源 2002 控制理论与应用 19 841]

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    Zhang B, Li Z, Mao Z Y, Pang M X 2001 Proceedings of the CSEE 21 13 (in Chinese) [张波, 李忠, 毛宗源, 庞敏熙 2001 中国电机工程学报 21 13]

    [20]

    K Mohamed, M Chadli, M Chaabane 2012 International Journal of Automation and Computing 9 331

  • [1] 任丽娜, 刘福才, 焦晓红, 李俊义. 基于Hamilton模型的永磁同步风力发电系统中混沌运动的H控制. 物理学报, 2012, 61(6): 060506. doi: 10.7498/aps.61.060506
    [2] 杨益飞, 骆敏舟, 邢绍邦, 韩晓新, 朱熀秋. 永磁同步发电机混沌运动分析及最优输出反馈H∞控制. 物理学报, 2015, 64(4): 040504. doi: 10.7498/aps.64.040504
    [3] 赵岩岩, 蒋国平. 一类输出耦合时延复杂动态网络故障诊断研究. 物理学报, 2011, 60(11): 110206. doi: 10.7498/aps.60.110206
    [4] 从飞云, 陈进, 董广明. 基于碰撞能量模型的非线性碰摩评估研究. 物理学报, 2011, 60(12): 124303. doi: 10.7498/aps.60.124303
    [5] 郝建红, 汪筱巍, 张恒. 不确定因素下永磁同步电动机系统的混沌鲁棒控制. 物理学报, 2014, 63(22): 220203. doi: 10.7498/aps.63.220203
    [6] 于洪洁, 刘延柱. 对称非线性耦合混沌系统的同步. 物理学报, 2005, 54(7): 3029-3033. doi: 10.7498/aps.54.3029
    [7] 吴忠强, 吴昌韩, 赵立儒, 贾文静. 基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制. 物理学报, 2015, 64(9): 090503. doi: 10.7498/aps.64.090503
    [8] 李睿, 张广军, 姚宏, 朱涛, 张志浩. 参数不确定的分数阶混沌系统广义错位延时投影同步. 物理学报, 2014, 63(23): 230501. doi: 10.7498/aps.63.230501
    [9] 陆君安, 陶朝海. 混沌系统的速度反馈同步. 物理学报, 2005, 54(11): 5058-5061. doi: 10.7498/aps.54.5058
    [10] 张檬, 吕翎, 吕娜, 范鑫. 结构与参量不确定的网络与网络之间的混沌同步 . 物理学报, 2012, 61(22): 220508. doi: 10.7498/aps.61.220508
    [11] 廖旎焕, 高金峰, 姚利娜. 实现混沌系统同步的非线性状态观测器方法. 物理学报, 2006, 55(1): 35-41. doi: 10.7498/aps.55.35
    [12] 孟 娟, 王兴元. 基于非线性观测器的一类混沌系统的相同步. 物理学报, 2007, 56(9): 5142-5148. doi: 10.7498/aps.56.5142
    [13] 汪胜前, 颜森林. 激光混沌串联同步以及混沌中继器系统理论研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1687-1695. doi: 10.7498/aps.55.1687
    [14] 肖建新, 陈菊芳, 彭建华. 一个简单延迟非线性系统的动力学行为及混沌同步. 物理学报, 2013, 62(17): 170507. doi: 10.7498/aps.62.170507
    [15] 胡文, 李俊平, 张弓, 刘文波, 赵广浩. 自调频混沌系统及其调频码耦合同步. 物理学报, 2012, 61(1): 010504. doi: 10.7498/aps.61.010504
    [16] 杨世平, 牛海燕, 田钢, 袁国勇, 张闪. 用驱动参量法实现混沌系统的同步. 物理学报, 2001, 50(4): 619-623. doi: 10.7498/aps.50.619
    [17] 魏 荣, 王行愚. 连续时间混沌系统的自适应H∞ 同步方法. 物理学报, 2004, 53(10): 3298-3302. doi: 10.7498/aps.53.3298
    [18] 张园, 徐琦, 孙明玮, 陈增强. 基于快速全线性预测控制的混沌系统控制与同步. 物理学报, 2015, 64(1): 010502. doi: 10.7498/aps.64.010502
    [19] 王春华, 胡燕, 余飞, 徐浩. 一类混沌系统同步时间可控的自适应投影同步. 物理学报, 2013, 62(11): 110509. doi: 10.7498/aps.62.110509
    [20] 高金峰, 梁占红. 通用标量混沌信号同步系统及其控制器的backstepping设计. 物理学报, 2004, 53(8): 2454-2460. doi: 10.7498/aps.53.2454
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-10
  • 修回日期:  2013-04-11
  • 刊出日期:  2013-08-05

混沌状态下永磁同步发电机的故障诊断——LMI法研究

  • 1. 燕山大学电气工程学院工业计算机控制工程河北省重点实验室, 秦皇岛 066004
    基金项目: 

    河北省自然科学基金(批准号: F2012203088)资助的课题.

摘要: 本文以永磁同步风力发电机为研究对象, 在两相同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机的数学模型. 应用时间尺度和线性仿射变换建立了系统混沌模型, 验证了系统在某些参数和工作条件下会出现混沌运动. 随后在考虑系统不确定性的情况下设计了故障观测器, 在系统发生故障时, 通过所设计的故障观测器能对混沌状态下永磁同步发电机的故障做出准确估计. 仿真结果表明基于线性矩阵不等式方法的故障观测器能够对系统故障做出快速准确的诊断.

English Abstract

参考文献 (20)

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