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永磁同步发电机混沌运动分析及最优输出反馈H∞控制

杨益飞 骆敏舟 邢绍邦 韩晓新 朱熀秋

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永磁同步发电机混沌运动分析及最优输出反馈H∞控制

杨益飞, 骆敏舟, 邢绍邦, 韩晓新, 朱熀秋

Analysis of chaos in permanent magnet synchronous generator and optimal output feedback H∞ control

Yang Yi-Fei, Luo Min-Zhou, Xing Shao-Bang, Han Xiao-Xin, Zhu Huang-Qiu
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  • 以永磁同步发电机为研究对象, 在两相同步旋转坐标系下建立了数学模型. 针对永磁同步发电系统在某些参数和工作条件下出现的混沌运动现象, 在考虑系统扰动的情况下通过求解Riccatic方程得到满足最小性能指标的输出反馈控制增益矩阵, 并将该增益矩阵反馈到系统中, 用来改善系统性能. 仿真结果表明, 基于Riccatic方程的最优输出反馈H∞控制, 在系统发生扰动时, 能对混沌运动下永磁同步发电机做出快速响应, 使系统脱离混沌运动, 运行稳定.
    The permanent magnet synchronous generator (PMSG) is investigated and its mathematical model is established in two-phase synchronous rotating coordinates. Aiming at the fact that PMSG may present chaotic behaviors at certain values of parameters and under certain working conditions, the output feedback control gain matrix with the minimum performance index is obtained by solving the Riccatic equation and fed back to the system in order to improve the system performance with considering the disturbance. Results show that the optimal output feedback H∞ control based on Riccatic equation can respond to PMSG very quickly and accurately in the chaotic state when disturbance occurs.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60974053)、江苏省自然科学基金(批准号: BK2012707)、江苏省高校自然科学研究项目(批准号: 12KJJB470004)、常州市科技支撑计划项目(批准号: CE20120100)、江苏理工学院创新团队(批准号: 20510311303)和江苏理工学院教授博士专项项目(批准号: KYY13001)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60974053), the Natural Science Foundation of Jiangsu Province, China (Grant No. BK2012707), the Natural Science Foundation of Higher Education Institutions of Jiangsu Province, China (Grant No. 12KJJB470004), the Science and Technology Support Program of Changzhou City, China (Grant No. CE20120100), the Innovative Team of Jiangsu University of Technology, China (Grant No. 20510311303), and the Special Funds of the Professor and Doctor of Jiangsu University of Technology, China (Grant No. KYY13001).
    [1]

    Wang X Y, Song P, Tian L 2006 Proc. CSEE 26 142 (in Chinese) [王晓远, 宋鹏, 田亮 2006 中国电机工程学报 26 142]

    [2]

    Wang X Y, Tang R Y, Du J J 2007 Trans. China Electrotech. Soc. 22 5 (in Chinese) [王晓远, 唐任远, 杜静娟 2007电工技术学报 22 5]

    [3]

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

    [4]

    Huang Q, Li T W, Yang S Q 2012 Control Theory Appl. 12 1603 (in Chinese) [黄谦, 李天伟, 杨绍清 2012 控制理论与应用 12 1603]

    [5]

    Gholizadeh H, Hassannia A, Azarfar A 2013 Chin. Phys. B 22 010503

    [6]

    Qin Y H, Luo X S, Wei D Q 2010 Chin. Phys. B 19 050511

    [7]

    Zhang B, Li Z, Mao Z Y, Pang M X 2001 Proc. 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]

    [8]

    Wu Z Q, Yang Y, Xu C H 2013 Acta Phys. Sin. 62 150507 (in Chinese) [吴忠强, 杨阳, 徐纯华 2013 物理学报 62 150507]

    [9]

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

    [10]

    Ren L N, Liu F C, Jiao X H 2012 Acta Phys. Sin. 61 060506 (in Chinese) [任丽娜, 刘福才, 焦晓红 2012 物理学报 61 060506]

    [11]

    Ji Z C, Chang J 2009 Chin. J. Sci. Instrum. 30 2139 (in Chinese) [纪志成, 常军 2009 仪器仪表学报 30 2139]

    [12]

    Lewis F L, Syrmos V L 2012 Optimal Control (3rd Ed.) (New York: Wiley-Interscience) p31

    [13]

    Yu J T 2004 IEEE Trans. Automat. Control 49 2275

    [14]

    Cao Y, Sun Y, Mao W 1998 IEEE Trans. Automat. Control 43 1111

    [15]

    Gadewadikar J, Bhilegaonkar A, Lewis F L 2007 IEEE Trans. Automat. Control 93 2599

    [16]

    Baúar T, Bernard P 1995 H∞ Optimal Control and Related Minimax Design Problems (2nd Ed.) (Boston: Birkhäuser) p34

  • [1]

    Wang X Y, Song P, Tian L 2006 Proc. CSEE 26 142 (in Chinese) [王晓远, 宋鹏, 田亮 2006 中国电机工程学报 26 142]

    [2]

    Wang X Y, Tang R Y, Du J J 2007 Trans. China Electrotech. Soc. 22 5 (in Chinese) [王晓远, 唐任远, 杜静娟 2007电工技术学报 22 5]

    [3]

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

    [4]

    Huang Q, Li T W, Yang S Q 2012 Control Theory Appl. 12 1603 (in Chinese) [黄谦, 李天伟, 杨绍清 2012 控制理论与应用 12 1603]

    [5]

    Gholizadeh H, Hassannia A, Azarfar A 2013 Chin. Phys. B 22 010503

    [6]

    Qin Y H, Luo X S, Wei D Q 2010 Chin. Phys. B 19 050511

    [7]

    Zhang B, Li Z, Mao Z Y, Pang M X 2001 Proc. 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]

    [8]

    Wu Z Q, Yang Y, Xu C H 2013 Acta Phys. Sin. 62 150507 (in Chinese) [吴忠强, 杨阳, 徐纯华 2013 物理学报 62 150507]

    [9]

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

    [10]

    Ren L N, Liu F C, Jiao X H 2012 Acta Phys. Sin. 61 060506 (in Chinese) [任丽娜, 刘福才, 焦晓红 2012 物理学报 61 060506]

    [11]

    Ji Z C, Chang J 2009 Chin. J. Sci. Instrum. 30 2139 (in Chinese) [纪志成, 常军 2009 仪器仪表学报 30 2139]

    [12]

    Lewis F L, Syrmos V L 2012 Optimal Control (3rd Ed.) (New York: Wiley-Interscience) p31

    [13]

    Yu J T 2004 IEEE Trans. Automat. Control 49 2275

    [14]

    Cao Y, Sun Y, Mao W 1998 IEEE Trans. Automat. Control 43 1111

    [15]

    Gadewadikar J, Bhilegaonkar A, Lewis F L 2007 IEEE Trans. Automat. Control 93 2599

    [16]

    Baúar T, Bernard P 1995 H∞ Optimal Control and Related Minimax Design Problems (2nd Ed.) (Boston: Birkhäuser) p34

  • [1] 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
    [2] 李保宏, 张英敏, 李兴源, 刘天琪, 赵睿. 基于改进射影控制的降阶高压直流附加控制器设计. 物理学报, 2014, 63(9): 098801. doi: 10.7498/aps.63.098801
    [3] 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
    [4] 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. 物理学报, 2013, 62(15): 150507. doi: 10.7498/aps.62.150507
    [5] 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
    [6] 李春来, 禹思敏. 永磁同步电动机的自适应混沌控制. 物理学报, 2011, 60(12): 120505. doi: 10.7498/aps.60.120505
    [7] 郑刚, 邹见效, 徐红兵, 秦钢. 直驱型永磁同步风力发电机组中混沌运动的反步自适应控制. 物理学报, 2011, 60(6): 060506. doi: 10.7498/aps.60.060506
    [8] 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
    [9] 高继华, 谢玲玲, 彭建华. 利用速度反馈方法控制时空混沌. 物理学报, 2009, 58(8): 5218-5223. doi: 10.7498/aps.58.5218
    [10] 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
    [11] 杨国良, 李惠光. 直驱式永磁同步风力发电机中混沌运动的滑模变结构控制. 物理学报, 2009, 58(11): 7552-7557. doi: 10.7498/aps.58.7552
    [12] 周颖, 臧强. 多输入多输出不确定非线性系统的输出反馈自适应机动控制. 物理学报, 2009, 58(11): 7565-7572. doi: 10.7498/aps.58.7565
    [13] 于洪洁, 郑 宁. 半周期延迟-非线性反馈控制混沌. 物理学报, 2007, 56(7): 3782-3788. doi: 10.7498/aps.56.3782
    [14] 卢伟国, 周雒维, 罗全明, 杜 雄. BOOST变换器延迟反馈混沌控制及其优化. 物理学报, 2007, 56(11): 6275-6281. doi: 10.7498/aps.56.6275
    [15] 卢伟国, 周雒维, 罗全明. 电压模式BUCK变换器输出延迟反馈混沌控制. 物理学报, 2007, 56(10): 5648-5654. doi: 10.7498/aps.56.5648
    [16] 韦笃取, 罗晓曙, 方锦清, 汪秉宏. 基于微分几何方法的永磁同步电动机的混沌运动的控制. 物理学报, 2006, 55(1): 54-59. doi: 10.7498/aps.55.54
    [17] 王兴元, 武相军. 变形耦合发电机系统中的混沌控制. 物理学报, 2006, 55(10): 5083-5093. doi: 10.7498/aps.55.5083
    [18] 于洪洁. 延迟-非线性反馈控制混沌. 物理学报, 2005, 54(11): 5053-5057. doi: 10.7498/aps.54.5053
    [19] 刘 杰, 陈士华, 陆君安. 统一混沌系统的投影同步与控制. 物理学报, 2003, 52(7): 1595-1599. doi: 10.7498/aps.52.1595
    [20] 刘锋, 任勇, 山秀明, 邱祖廉. 混沌Lur’e系统的线性输出反馈同步. 物理学报, 2001, 50(12): 2318-2321. doi: 10.7498/aps.50.2318
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-17
  • 修回日期:  2014-09-23
  • 刊出日期:  2015-02-05

永磁同步发电机混沌运动分析及最优输出反馈H∞控制

  • 1. 江苏理工学院电气信息工程学院, 常州 213001;
  • 2. 中国科学院合肥物质科学研究院, 先进制造技术研究所, 常州 213164;
  • 3. 江苏大学电气信息工程学院, 镇江 212013
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60974053)、江苏省自然科学基金(批准号: BK2012707)、江苏省高校自然科学研究项目(批准号: 12KJJB470004)、常州市科技支撑计划项目(批准号: CE20120100)、江苏理工学院创新团队(批准号: 20510311303)和江苏理工学院教授博士专项项目(批准号: KYY13001)资助的课题.

摘要: 以永磁同步发电机为研究对象, 在两相同步旋转坐标系下建立了数学模型. 针对永磁同步发电系统在某些参数和工作条件下出现的混沌运动现象, 在考虑系统扰动的情况下通过求解Riccatic方程得到满足最小性能指标的输出反馈控制增益矩阵, 并将该增益矩阵反馈到系统中, 用来改善系统性能. 仿真结果表明, 基于Riccatic方程的最优输出反馈H∞控制, 在系统发生扰动时, 能对混沌运动下永磁同步发电机做出快速响应, 使系统脱离混沌运动, 运行稳定.

English Abstract

参考文献 (16)

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