感應(yīng)電動機(jī)分岔現(xiàn)象分析及混沌控制.pdf

1、該文系統(tǒng)地研究了感應(yīng)電動機(jī)及其傳動系統(tǒng)的分岔現(xiàn)象,探討了感應(yīng)電動機(jī)混沌控制及實(shí)際應(yīng)用的理論與方法.文中首先介紹感應(yīng)電動機(jī)的建模及計算機(jī)仿真技術(shù),建立了任意速參考坐標(biāo)系下的電動機(jī)統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型,由此根據(jù)感應(yīng)電動機(jī)的不同控制策略和運(yùn)行狀態(tài),導(dǎo)出狀態(tài)變量方程描述的時域模型作為后繼研究的基礎(chǔ).其次分析了感應(yīng)電動機(jī)及其傳動系統(tǒng)的分岔現(xiàn)象.一是應(yīng)用Lyapunov方法及中心流形定理研究了感應(yīng)電動機(jī)本體的運(yùn)動穩(wěn)定性,揭示了感應(yīng)電動機(jī)在輸入功率不足以驅(qū)動

2、負(fù)載時,電動機(jī)運(yùn)行過程中將出現(xiàn)鞍結(jié)分岔,這對于分析感應(yīng)電動機(jī)應(yīng)用于垂直牽引如電梯、起重機(jī)的運(yùn)動過程,避免發(fā)生故障具有重要的實(shí)際意義;二是針對常用的感應(yīng)電動機(jī)間接磁場定向控制(IFOC)系統(tǒng),研究了轉(zhuǎn)子電阻這一個難以準(zhǔn)確實(shí)時檢測或估計的時變參數(shù)的影響,得出當(dāng)PI速度調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)計不適應(yīng)轉(zhuǎn)子電阻的變化時,系統(tǒng)將出現(xiàn)Hopf分岔而發(fā)生振蕩,由此得到Hopf分岔產(chǎn)生的條件,從而提出了PI速度調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計新方法,增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性

3、,彌補(bǔ)了IFOC系統(tǒng)的不足.誘發(fā)感應(yīng)電動機(jī)的混沌運(yùn)動或感應(yīng)電動機(jī)的混沌反控制是一個很有實(shí)際意義的課題,如感應(yīng)電動機(jī)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域是驅(qū)動振動設(shè)備,提高振動的工作效率可以節(jié)省大量的電能.為此該文通過對IFOC系統(tǒng)的反饋控制實(shí)現(xiàn)了感應(yīng)電動機(jī)的混沌振動,即混沌反控制,研究證實(shí)混沌振動可以有效地提高振動效率,并降低振動噪聲,文中用Lyapunov指數(shù)和維數(shù)及功率譜方法量化了混沌反控制系統(tǒng)的性態(tài),為其工程應(yīng)用打下基礎(chǔ).然后基于混沌理論提出了兩種

4、新的PWM產(chǎn)生策略——混沌SPWM和混沌SVPWM.針對常規(guī)PWM逆變器由于開關(guān)頻率固定,輸出波形在開關(guān)頻率及倍頻周圍含有幅值較高的諧波成分的固有缺點(diǎn),混沌SPWM和混沌SVPWM通過控制逆變器開關(guān)頻率按混沌規(guī)律變化,改變逆變器輸出諧波的頻譜分布,降低諧波峰值,有效地抑制諧波的影響,減少感應(yīng)電動機(jī)電流和轉(zhuǎn)矩脈動,具有較好的實(shí)際應(yīng)用價值.實(shí)驗和仿真驗證了研究的正確性.最后,為進(jìn)一步探索感應(yīng)電動機(jī)的混沌控制,在A.Duchateau et