船舶電力系統(tǒng)混沌現(xiàn)象研究.pdf

1、對(duì)于確定性動(dòng)力系統(tǒng)，曾認(rèn)為只要給出模型及初值，就可以預(yù)測(cè)其動(dòng)態(tài)行為，但混沌(Chaos)現(xiàn)象的研究與發(fā)現(xiàn)改變了這一觀點(diǎn)。混沌廣泛存在于客觀世界中，如氣象學(xué)中的Lorenz系統(tǒng)，電路中的Chua電路系統(tǒng)等?；煦缡欠蔷€性系統(tǒng)中各參數(shù)相互作用導(dǎo)致的一種非常復(fù)雜的現(xiàn)象。電力系統(tǒng)混沌研究是近年來興起的一個(gè)研究?jī)?nèi)容，其基本目的在于研究電力系統(tǒng)混沌的形成機(jī)制，然后加以預(yù)防或利用。對(duì)該問題的研究，具有十分重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 船舶

2、電力系統(tǒng)是典型的非線性系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)行為包含許多復(fù)雜的非線性機(jī)電振蕩現(xiàn)象，如低頻振蕩、次同步振蕩，甚至混沌動(dòng)態(tài)。這些現(xiàn)象對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行造成潛在威脅，可能導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)。有些現(xiàn)象可由含參數(shù)的非線性微分代數(shù)方程組來描述。近年來，隨著對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的深入研究，國內(nèi)外學(xué)者相繼發(fā)現(xiàn)在電力系統(tǒng)中存在十分復(fù)雜的混沌現(xiàn)象?；煦绗F(xiàn)象在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)時(shí)，將伴隨系統(tǒng)運(yùn)行持續(xù)無規(guī)則的振蕩，嚴(yán)重危害系統(tǒng)的安全運(yùn)行，而要在船舶電力系統(tǒng)中有效地預(yù)防和消除混沌振蕩，必須

3、對(duì)船舶電力系統(tǒng)中的混沌發(fā)生機(jī)理和產(chǎn)生途徑進(jìn)行研究。 本文分析了船舶電力系統(tǒng)中的混沌現(xiàn)象，研究船舶電力系統(tǒng)中誘發(fā)混沌現(xiàn)象的途徑以及混沌吸引子的特征。本文以動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，在穩(wěn)定的周期擾動(dòng)下，分別對(duì)擾動(dòng)頻率或擾動(dòng)幅值參數(shù)的變化進(jìn)行了研究，對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析。本文研究的主要內(nèi)容有： 1)從船舶電力系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理出發(fā)，建立船舶電力系統(tǒng)兩機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)非線性數(shù)學(xué)模型，并分別對(duì)無擾動(dòng)和有擾動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析； 2)運(yùn)用

4、動(dòng)力系統(tǒng)分析原理，對(duì)建立的模型進(jìn)行了數(shù)值分析，繪制出各個(gè)參數(shù)下的系統(tǒng)運(yùn)行相圖和時(shí)序圖，直觀地反映了系統(tǒng)的演變過程； 3)對(duì)船舶電力系統(tǒng)雙機(jī)并聯(lián)工況運(yùn)用Lyapunov指數(shù)、Poincaré映射圖和頻譜分析等方法進(jìn)行了研究，將其運(yùn)用到系統(tǒng)混沌現(xiàn)象的判定，進(jìn)一步說明船舶電力系統(tǒng)具有混沌特征；最后初步探討了混沌的成因。 本文研究發(fā)現(xiàn)，船舶電力系統(tǒng)在不同的擾動(dòng)情況下可進(jìn)入混沌狀態(tài)。不論是擾動(dòng)頻率變化還是擾動(dòng)幅值變化，系統(tǒng)經(jīng)過倍周