《永磁同步電機分數階混沌動力學行為分析與控制研究》是依託西安交通大學，由劉凌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：永磁同步電機分數階混沌動力學行為分析與控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉凌
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
永磁同步電機混沌振盪一直是電機運行失穩的重要因素，電機混沌行為的分數階表征及其動力學相關研究至今尚未展開。 本項目擬基於分數階微積分運算元理論構造永磁同步電機分數階混沌動力學數學模型，研究氣隙均勻狀態下分數階混沌吸引子的馬蹄拓撲結構、合維數以及相空間分維特徵等動力學特性。提出改進的時域預估-校正算法及頻域濾波遞歸算法，通過算法對電機分數階混沌頻域欠擬合進行近似誤差分析，通過算法尋優獲得比傳統數值算法更高的擬合精度。提出可變階網型分抗單元，基於該電路單元設計永磁同步電機分數階耦合混沌振盪電路，搭建硬體電路驗證電機分數階混沌振盪的動態相軌跡及吸引子特徵。提出基於比例函式的分數階投影控制策略，設計有效的控制器使分數階吸引子達到耦契約步。 本課題的研究不僅解決了永磁同步電機分數階混沌行為的建模與同步控制問題，而且所設計的分數階耦合混沌電路為研究電機系統混沌行為開闢了新的路徑。
結題摘要
永磁同步電機（PMSM）被廣泛的套用於航空航天、電動汽車、機器人等高新技術領域，實際運行中的永磁同步電機系統偽隨機非線性振盪時有發生，尤其是系統參數落入某些區域後產生的分岔及混沌振盪一直是電機系統運行失穩的重要因素。然而永磁同步電機混沌振盪行為的分數階表征及其動力學研究尚未完全展開。本項目考慮電機運行中振盪的分數維特徵，採用分數階微積分運算元理論構造了永磁同步電機分數階動力學模型，研究氣隙均勻狀態下分數階混沌吸引子的馬蹄拓撲結構、合維數以及相空間分維特徵等動力學特性。提出改進的時域預估-校正算法及頻域濾波遞歸算法，通過算法對電機分數階混沌頻域欠擬合進行近似誤差分析，通過算法尋優獲得比傳統數值算法更高的擬合精度。提出可變階網型分抗單元，基於該電路單元設計永磁同步電機分數階耦合混沌振盪電路，搭建硬體電路驗證電機分數階混沌振盪的動態相軌跡及吸引子特徵。提出基於比例函式的分數階投影控制策略，設計有效的控制器使分數階吸引子達到耦契約步。 提出非終端結構的滑模變結構控制策略對永磁同步電機的混沌行為進行有效控制及干預，並將改進型滑模控制器套用於永磁同步電機無位置感測器的控制中。 本課題的研究不僅可以解決永磁同步電機分數階混沌行為的建模與同步控制問題，而且所設計的分數階耦合混沌電路為研究電機系統混沌行為開闢了新的路徑。
