永磁同步电机的混沌分析及其电路实现

薛薇; 郭彦岭; 陈增强

doi:10.7498/aps.58.8146

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永磁同步电机的混沌分析及其电路实现

薛薇 , 郭彦岭 , 陈增强

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永磁同步电机的混沌分析及其电路实现

薛薇, 郭彦岭, 陈增强

物理学报, 2009, 58(12): 8146-8151.

doi: 10.7498/aps.58.8146

Analysis of chaos and circuit implementation of a permanent magnet synchronous motor

Xue Wei, Guo Yan-Ling, Chen Zeng-Qiang

Acta Phys. Sin., 2009, 58(12): 8146-8151.

doi: 10.7498/aps.58.8146

摘要
作为一个非线性动力学系统，在一定参数范围和外部输入下永磁同步电机可以呈现非常复杂的混沌运动或极限环，其混沌特性较为显著.在永磁同步电机的非线性数学模型基础上，分析其分叉图、Lyapunov指数图谱和平衡点性质等非线性运动特性，并通过数字仿真得到验证.最后基于该模型设计了相应的模拟电路，实验结果和数字仿真一致.

关键词:
永磁同步电机 /

混沌 /

分形分析 /

电路实现
Abstract
The permanent magnet synchronous motor, which is a nonlinear dynamic system, can exhibit a variety of chaotic or limit cycle phenomenon under some choices of system parameters and external inputs, and its chaotic characteristics are more prominent. Based on the mathematical model of a permanent magnet synchronous motor, its nonlinear characteristics are analysed with respect to the bifurcation diagram, Lyapunov exponent map and the nature of its equilibrium point in this paper, and the results in well demonstrated by numerical simulations. Finally, an analog electronic circuit is designed to implement the mathematical model of a permanent magnet synchronous motor, and the experimental results of the system well agreed with the simulation results.

Keywords:
permanent magnet synchronous motor /

chaos /

fractal analysis /

circuit implementation
作者及机构信息
薛薇²,

郭彦岭²,

陈增强¹

(1)南开大学自动化系，天津 300071; (2)天津科技大学自动化系，天津 300222

基金项目: 国家自然科学基金（批准号: 10772135, 60774088）、教育部科学技术研究重点项目（批准号: 207005）和天津市应用基础研究计划（批准号: 07JCYBJC05800, 08JCZDJC91200）资助的课题.
Authors and contacts
Xue Wei²,

Guo Yan-Ling²,

Chen Zeng-Qiang¹

(1)南开大学自动化系，天津 300071; (2)天津科技大学自动化系，天津 300222
参考文献

施引文献

[1]	秦铭宏, 赖强, 吴永红. 具有无穷共存吸引子的简单忆阻混沌系统的分析与实现. 物理学报, 2022, 71(16): 160502. doi: 10.7498/aps.71.20220593
[2]	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
[3]	黄沄. 一类多翼蝴蝶混沌吸引子及其电路实现. 物理学报, 2014, 63(8): 080505. doi: 10.7498/aps.63.080505
[4]	陈强, 南余荣, 邢科新. 基于扩张状态观测器的永磁同步电机混沌系统自适应滑模控制. 物理学报, 2014, 63(22): 220506. doi: 10.7498/aps.63.220506
[5]	贾红艳, 陈增强, 薛薇. 分数阶Lorenz系统的分析及电路实现 . 物理学报, 2013, 62(14): 140503. doi: 10.7498/aps.62.140503
[6]	罗明伟, 罗小华, 李华青. 一类四维多翼混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2013, 62(2): 020512. doi: 10.7498/aps.62.020512
[7]	唐传胜, 戴跃洪. 参数不确定永磁同步电机混沌系统的有限时间稳定控制. 物理学报, 2013, 62(18): 180504. doi: 10.7498/aps.62.180504
[8]	陈仕必, 曾以成, 徐茂林, 陈家胜. 用多项式和阶跃函数构造网格多涡卷混沌吸引子及其电路实现. 物理学报, 2011, 60(2): 020507. doi: 10.7498/aps.60.020507
[9]	陈强, 任雪梅. 基于多核最小二乘支持向量机的永磁同步电机混沌建模及其实时在线预测. 物理学报, 2010, 59(4): 2310-2318. doi: 10.7498/aps.59.2310
[10]	唐良瑞, 李静, 樊冰. 一个新四维自治超混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2009, 58(3): 1446-1455. doi: 10.7498/aps.58.1446
[11]	李春彪, 陈谡, 朱焕强. 一个改进恒Lyapunov指数谱混沌系统的电路实现与同步控制. 物理学报, 2009, 58(4): 2255-2265. doi: 10.7498/aps.58.2255
[12]	贾红艳, 陈增强, 袁著祉. 一个大范围超混沌系统的生成和电路实现. 物理学报, 2009, 58(7): 4469-4476. doi: 10.7498/aps.58.4469
[13]	李东, 王时龙, 张小洪, 杨丹. 参数不确定永磁同步电机混沌的模糊脉冲控制. 物理学报, 2009, 58(5): 2939-2948. doi: 10.7498/aps.58.2939
[14]	李东, 张小洪, 杨丹, 王时龙. 参数不确定永磁同步电机混沌的模糊控制. 物理学报, 2009, 58(3): 1432-1440. doi: 10.7498/aps.58.1432
[15]	刘扬正. 超混沌Lü系统的电路实现. 物理学报, 2008, 57(3): 1439-1443. doi: 10.7498/aps.57.1439
[16]	仓诗建, 陈增强, 袁著祉. 一个新四维非自治超混沌系统的分析与电路实现. 物理学报, 2008, 57(3): 1493-1501. doi: 10.7498/aps.57.1493
[17]	王光义, 丘水生, 许志益. 一个新的三维二次混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2006, 55(7): 3295-3301. doi: 10.7498/aps.55.3295
[18]	张宇辉, 齐国元, 刘文良, 阎彦. 一个新的四维混沌系统理论分析与电路实现. 物理学报, 2006, 55(7): 3307-3314. doi: 10.7498/aps.55.3307
[19]	王繁珍, 齐国元, 陈增强, 张宇辉, 袁著祉. 一个新的三维混沌系统的分析、电路实现及同步. 物理学报, 2006, 55(8): 4005-4012. doi: 10.7498/aps.55.4005
[20]	李世华, 蔡海兴. Chen氏混沌电路实现与同步控制实验研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1687-1693. doi: 10.7498/aps.53.1687

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物理学报. 2009, 58(12): 8146-8151.

doi: 10.7498/aps.58.8146.

永磁同步电机的混沌分析及其电路实现

1. (1)南开大学自动化系，天津 300071; (2)天津科技大学自动化系，天津 300222

基金项目: 国家自然科学基金（批准号: 10772135, 60774088）、教育部科学技术研究重点项目（批准号: 207005）和天津市应用基础研究计划（批准号: 07JCYBJC05800, 08JCZDJC91200）资助的课题.

收稿日期: 2009-02-20
修回日期: 2009-03-18
刊出日期: 2009-06-05

摘要: 作为一个非线性动力学系统，在一定参数范围和外部输入下永磁同步电机可以呈现非常复杂的混沌运动或极限环，其混沌特性较为显著.在永磁同步电机的非线性数学模型基础上，分析其分叉图、Lyapunov指数图谱和平衡点性质等非线性运动特性，并通过数字仿真得到验证.最后基于该模型设计了相应的模拟电路，实验结果和数字仿真一致.

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(1)南开大学自动化系，天津 300071; (2)天津科技大学自动化系，天津 300222

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