永磁同步电动机中的混沌现象

永磁同步电机混沌运动的逆系统控制
永磁同步电机混沌运动的逆系统控制是控制永磁同步电机混沌运动的
一种方法。

混沌现象是指在非线性系统中出现的似乎随机的、无规律的运
动状态。

在永磁同步电机中，混沌现象会导致电机震荡和能量损耗，影响
电机的性能和寿命。

因此，控制永磁同步电机混沌运动对于提高电机的稳
定性和效率具有重要意义。

逆系统控制是一种常用的混沌控制方法，它通过构造一个逆系统来抑
制原系统中的混沌行为。

对于永磁同步电机，逆系统控制可以通过将电机
模型中的混沌项作为控制输入，来实现对电机混沌运动的控制。

具体来说，逆系统控制可以分为三个步骤：
1.构造逆系统：根据永磁同步电机的模型，构造一个与之对应的逆系统。

逆系统的目标是抵消原系统中的混沌项，从而使电机进入到稳定状态。

逆系统可以采用线性或非线性控制器来实现。

2.训练逆系统：利用神经网络等机器学习方法对逆系统进行训练，使
逆系统能够快速而有效地对原系统的混沌运动进行控制。

训练的过程需要
使用大量的实验数据来验证逆系统的控制效果。

3.实时控制：将训练好的逆系统应用到永磁同步电机中，实时监测电
机的状态变化，并根据逆系统的输出控制电机的行为。

在控制过程中需要
注意逆系统的稳定性和鲁棒性，避免出现过度调节或不稳定的情况。

通过逆系统控制，可以有效地抑制永磁同步电机混沌运动，提高电机
的稳定性和效率。

该方法在永磁同步电机的控制中得到了广泛的应用，为
电机控制的研究和应用提供了新的思路和方法。

永磁同步电机混沌现象的控制仿真永磁同步电动机(PMSM)在某些参数及工作条件下会出现混沌运动，表现为转矩和转速的间歇振荡、控制性能的不稳定、系统不规则的电磁噪声等。

这种混沌现象严重影响了永磁同步电动机(PMSM)的稳定工作，控制和消除此种混沌现象已经成为这一领域的一个重要课题。

研究和解决永磁同步电动机(PMSM)在运动当中的混沌现象对提高永磁同步电机(PMSG)的稳定性、可靠性等重要性能有这深远的意义。

同步永磁直流电机的数学模型在dq 同步旋转坐标系下建立的同步永磁直流电机（PMSM ）的数学模型为：1q d a d e q d d d d L di R i i u dt L L L ω=-++011()q a d q e d q q q q qdi R L i i dt L L L L ωλ=--++1()g e w m g eqd T T B dt J ωω=--(1)式中，d i 和q i 分别为发电机的d 轴和q 轴电流，d L 和q L 分别为发电机的d 轴和q 轴电感，a R 为发电机的定子电阻，e ω为发电机的电角频率，=e p g n ωω，p n 为风力发电机转子的极对数，0λ为永磁体的磁链，d u 和q u 分别为g u 的d 轴和q 轴分量，eq J 为风电机组的等效转动惯量，m B 为转动粘滞系数，e T 为发电机电磁转矩，g ω为发电机转子的转速，且有g ω=w ω。

由以上式子，直驱式永磁同步电机的电磁转矩表达式可以化简为：1.5e p d T n i λ=（2）对(2-1)式中直驱式永磁同步风力发电机的数学模型进行进一步的分析。

假设发电机d 轴和q 轴电感是相等的，即d L =q L =l ，经过无量纲变换的均匀气隙的PMSM 数学模型为：dd g q d di i i u dtω=-++q q g d g q di i i u dt ωγω=--++()g q g wd i T dtωσω=--（3）(2-3)式当中，d i ，q i ，g ω，分别为经过变换的直轴电流、交轴电流和发电机的角速度。

永磁同步电机无传感器控制和混沌控制的研究近年来，永磁同步电机（PMSM）逐渐受到广泛的关注，由于其高效，静音，低损耗，最重要的是高功率密度，PMSM正逐步成为电动汽车，风能发电，航空航天和其他工业领域的首选。

然而，PMSM控制也面临着各种挑战，最重要的是传感器的使用。

传感器可以检测电机的位置和速度并将该信息传递给控制系统，但是，传感器可以降低系统可靠性，增加维护费用，增加系统成本，降低系统性能，等问题。

由于此，无传感器PMSM控制技术受到了广泛的研究关注。

首先，无传感器PMSM控制的基本思想是利用反馈信号对转子位置进行估计，以便进行控制。

一般来说，无传感器控制可以分为基于谐波模型的方法和基于量子控制算法的方法。

基于谐波模型的控制方法是一种基于模型的控制算法，根据PMSM的谐波参数拟合模型，然后根据模型生成电机的位置信号，并利用该位置信号对电机进行控制。

相比之下，基于量子控制算法的控制方法是一种基于测量的控制算法，不需要模型，只需要从系统的输出信号中不断测量和更新电机的位置信号，然后根据电机的位置信号对其进行控制。

另外，近年来，由于混沌系统具有巨大的复杂性，混沌控制也逐渐成为无传感器PMSM控制的一个重要解决方案。

混沌控制具有良好的非线性性能，具有抗干扰能力和鲁棒性，用于进行无传感器控制。

一般来说，混沌控制方法包括基于混沌同步的方法和基于混沌分离的方法。

两者的基本原理是，通过引入混沌驱动来改善精度，跟踪错误和建立非线性模型，并且可以有效地用于传感器信号的弥补和补偿。

最后，为了验证无传感器控制的性能，研究人员通常会将其与传感器控制方法进行比较。

一般来说，无传感器控制可以显着改善系统性能，特别是当系统受到外部扰动或信号损坏时，无传感器控制的抗干扰能力更胜一筹。

此外，无传感器控制还可以有效降低系统成本，使用混沌驱动和量子控制算法后，可以进一步提高系统精度和抗干扰能力。

总而言之，永磁同步电机无传感器控制和混沌控制是在无传感器PMSM控制领域非常重要的研究。

电动汽车PMSM混沌状态的控制方法研究摘要：在某些参数及工作条件下，非均匀气隙永磁同步电动机(PMSM)会出现混沌运动。

电机混沌的存在将严重危及电机传动系统的稳定运行。

为快速有效的解决电动汽车永磁同步电机(PMSM)混沌系统运动状态中存在的问题，提出了一种控制算法。

在此系统上施加一个非线性反馈控制器，通过选取适当的控制参数，可将原来永磁同步电动机系统中的混沌振动控制到稳定的周期运动。

数值仿真结果表明该控制方法的有效性与可行性。

关键词：永磁同步电动机；非线性反馈控制器；混沌控制汽车工业在近百年的发展中，给人类社会的文明和经济的发展带来了革命性的进步。

但当前汽车工业发展面临很多的制约因素，如能源危机、环保危机、安全危机等，汽车的变革之路势在必行。

随着具有高效节能、低排放或零排放优势电动汽车的出现，汽车工业重获生机，电动汽车成为国际节能环保汽车发展的主攻方向，世界上许多国家都开始投入大量资金研发电动汽车。

在电动汽车各类驱动电机中，永磁同步电机以体积小、能量密度高、响应快和惯性低等优点逐渐成为电动汽车驱动系统的主流电机之一。

永磁同步电动机是一种强非线性系统，能呈现出非常丰富的动态特征。

当电机参数处于某些区域时，电机将产生混沌运动，表现为转矩忽大忽小，转速忽高忽低，电机的这种混沌运动状态将直接影响电机的正常运行质量和稳定性。

因此，如何控制和避免这种混沌现象成为业内技术人员关注和研究的重要课题。

目前，已有一些方法被用于电机的混沌控制，并取得了良好效果，但其中的一些方法还不完善，有待进一步的改进。

如参考文献[3]提出了纳入轨道和强迫迁徙控制永磁同步电动机中的混沌现象，该方法是在电机动态方程的速度微分方程中施加一个外部输入，同时要求系统轨道处于吸引域中时才能进行控制。

此外，由于该方法实质上是一种开环控制，理论上不能保证控制系统是稳定的，因而在实际中难以实现。

文献[4]采用延迟反馈方法控制永磁同步电动机中的混沌现象，用延时处理永磁同步电动机中的混沌运动，缺点是难以确定延时时间，不能将混沌系统设定到预知的轨道。

永磁同步电动机中混沌运动的部分解耦控制李洁;任海鹏【期刊名称】《控制理论与应用》【年(卷),期】2005(22)4【摘要】永磁同步电动机在参数处于特定区域时存在混沌现象,混沌的存在将使电机的性能变差,因此要设法消除其混沌运动.电机中混沌的现有控制方法的控制目标只能为周期点或平衡点,不能满足实际需要.为了解决这个问题,设计了基于非线性反馈的永磁同步电动机中混沌现象的部分解耦控制.该方法以直轴和交轴电压为控制变量,通过电机状态的非线性反馈将直轴和交轴电流方程中的耦合项解耦,同时使得直轴和交轴电流可以跟踪设定值.这种控制方式的结果是使系统具有唯一稳定平衡点,而这个平衡点的位置可以根据实际要求设置为任意点.在任意时刻对处于混沌状态的永磁同步电动机进行部分解耦控制,受控系统将稳定于设定平衡点,从而实现混沌的控制.文中分析了控制参数与系统响应快速性之间的关系,为参数选择提供了指导.仿真结果表明了理论分析的正确性和该控制方法的有效性.【总页数】4页(P637-640)【作者】李洁;任海鹏【作者单位】西安理工大学,自动化与信息工程学院,陕西,西安,710048;西安理工大学,自动化与信息工程学院,陕西,西安,710048【正文语种】中文【中图分类】TM219;TM17【相关文献】1.基于永磁同步电动机中混沌运动状态观测器的同步控制 [J], 杨晓辉;刘小平;柳和生;徐少平2.永磁同步电动机中混沌运动的滑模变结构控制 [J], 高远;周新红;孔峰;田敬北;罗文广3.永磁同步电动机中混沌运动的滑模控制 [J], 韩建群;郑萍4.永磁同步电动机中混沌运动的延迟反馈控制 [J], 任海鹏;刘丁;李洁5.永磁同步电动机中混沌运动的非线性反馈控制 [J], 蔡明山因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

3　基金项目:国家自然科学基金资助项目(10247005);广西“新世纪十百千人才工程”专项资金资助项目(桂人函2002226号);广西自然科学基金资助项目(9714005)33　收稿日期:2004-09-25永磁同步电动机的分岔、混沌特性及其混沌控制韦笃取　罗晓曙(广西师范大学物理与信息工程学院,广西　桂林　541004) 摘　要:　采用Lyapunov 间接法分析永磁同步电动机系统平衡点的稳定性,确定系统参数取值范围,研究其分岔、混沌特性,并应用基于系统变量延迟反馈的控制及外加周期信号控制两种方法对系统的混沌进行控制,取得很好的控制结果。

关键词:　永磁同步电动机;分岔;混沌;延迟反馈;混沌控制中图分类号:　T M3　文献标识码:A 文章编号:1003-7551(2004)04-0020-041　引言电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互交换的电磁装置,过去对电机的研究主要涉及启动、调速和振动等问题。

随着对电机动态特性的深入研究,电力工作者发现了电动机传动系统的一些不规则的现象,如调速系统的超低频振荡或随机振荡,不规则的电磁噪音和控制性能的不稳定等。

这些现象直接影响到电机的效率和运行质量。

由于电动机传动系统的复杂性,他们往往将这些不规则现象归为系统设计缺陷或系统故障进行研究,因此找不到解决这些问题的方法。

直到最近二十年,随着混沌学研究的深入,人们利用动态系统混沌理论分析这些不规则运动,发现电机传动系统中与混沌现象的相似之处,如对参数和初始条件的敏感依赖性,不存在固定周期轨道,运动轨迹的长期不可预测性等,揭示了电机运动中貌似随机振荡的混沌机理[1]。

电机系统的数学模型是多变量、强耦合的非线性系统,建立适合用混沌理论进行研究的模型比较困难,目前大多数研究还处于探索阶段,以理论分析和仿真为主。

文献[2]通过对永磁同步电动机模型的仿射变换和时间尺度变换,给出了适合分析混沌运动的永磁同步电动机模型。

本文对其中一种典型的情形进一步分析永磁曲步电动机的分岔、混沌特性。

永磁同步电机混沌模型初探发表时间：2016-07-15T14:46:58.647Z 来源：《电力设备》2016年第8期作者：周士贻王涉叶汉霆[导读] 把非自治方程转化为自治方程，大大简化了其相关的分析，为后续的永磁同步电机的混沌现象的研究奠定了基础。

周士贻王涉叶汉霆（重庆大学 400044）摘要：针对目前单机容量的增长和永磁同步电机应用日益广泛，且在电机实际运行过程中不可避免的会偏离稳定运行而进入混沌状态的情况，本文在原有永磁同步电机的混沌模型的基础上提出了其简化模型，将非自治方程转化为自治方程，大大简化了运算和分析。

1 引言数学模型是描述实际系统各物理量间关系和系统性能的数学表达式。

对电机要认识其运动规律、各变量间因果关系或定量关系以便分析、设计和使用，这就必须建立数学模型。

数学模型可用函数关系或图表给出电机的性能，也可以用方程描述电机的运动状态。

在电机发展史上，电机理论的发展，由依靠实验数据作近似分析，到利用矢量代数表示交流稳态，及绘制矢量图和圆图以图形表示数学模型，再应用代数方程及微分方程作量化的分析。

[1]本世纪初，由于单机容量的增长和同步电机的应用日益广泛，促进了暂态过程的研究。

一些学者纷纷建立了许多同步电机的模型。

他们将定子及转子分别作为单相、三相或两相线路，转子结构为隐极或显极，并应用磁链守恒、矢量法、双反应理论等加以分析。

由于处理得过于近似，只能得到一些定性的物理阐释和粗略的定量解。

直到20年代末，ark应用双反应理论，采用坐标变换，导出了著名的Park方程，为电机暂态过程研究奠定了基础。

其后，Kron则应用矩阵和张量理论使之系统化，形成了“电机的统一理论”，用于实际问题时，概念清晰明确，形式简洁易懂。

70年代以来，Blaschke等根据坐标变换原理，将交流电机磁场解耦，模拟直流电机转矩的控制规律，提出交流电机的“矢量变换控制”，使交流传动产生了质的变化。

所以说，电机理论发展的历史，在某种意义上就是不断地建立和发展电机数学模型的过程史。