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基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究

作　者: 贺莉
导　师: 辛小南
学　校: 郑州大学
专　业: 电机与电器
关键词: 永磁直线同步电机(PMLSM) 混沌系统混沌状态反馈控制
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

混沌系统是一种特殊的非线性系统,在自然界中存在极为广泛。自从提出混沌控制和混沌同步的理论以后,应用混沌和控制混沌已经成为非线性学科领域的前沿课题,并在工程领域,电力系统,图像处理,保密通信等领域取得了巨大的科研成果。目前,国际上对电机驱动系统混沌现象的研究尚处于对现象探讨的初级阶段,还没有关于混沌现象及其不规则运动的内在关系的完整的理论体系。因此对电机驱动系统中混沌研究将会在未来一段时间内成为电机系统研究方面的一个热点问题。本文对永磁直线同步电机(PMLSM)进行了全面系统地分析研究,探讨了永磁直线同步电机中的混沌现象。本文主要工作包括：(1)在永磁直线同步电机的传统数学模型下,通过一系列数学变换,建立了一个关于永磁直线同步电机的简单的混沌数学模型,为以后进行相关方面的混沌研究奠定了基础；(2)利用Matlab仿真平台,对所建模型进行了三种运行工况下的仿真分析。通过仿真分析观测到,永磁直线同步电机中确实存在混沌现象；(3)根据Lyapunov稳定理论,利用Matlab软件进行数值计算,得到了永磁直线同步电机系统的Lyapunov指数,进一步从理论上说明该系统存在混沌行为；(4)在混沌控制的相关理论基础上提出了一种简单的线性状态反馈控制。通过计算分析,求取一个合适的反馈增益量,使原本发生混沌行为的永磁直线同步电机迅速恢复到平衡点稳定状态。混沌是一门抽象的学科,其研究重点是用理论解释科学现象。然而,电机是一门实用学科,主要用来改善人们的生活,它的研究重点在于如何加强其实用性和普及性。本文的工作把这两个学科联系起来,深入浅出的探讨了永磁直线同步电机的混沌现象。对于研究永磁直线同步电机的非线性系统具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-21
  1.1 永磁直线同步电机的介绍  9-11
    1.1.1 永磁直线同步电机(PMLSM)的发展  9-10
    1.1.2 永磁直线同步电机的特点  10-11
  1.2 混沌简介  11-17
    1.2.1 混沌控制研究的发展  11
    1.2.2 关于混沌研究的重要概念  11-13
    1.2.3 混沌系统的判断方法  13-14
    1.2.4 混沌控制的常见方法  14-16
    1.2.5 混沌在相关领域中的应用  16-17
  1.3 电机混沌控制理论国内外研究现状  17-18
  1.4 课题的目的和意义  18-19
  1.5 论文主要内容  19-21
2 永磁直线同步电机的混沌模型  21-45
  2.1 概述  21
  2.2 永磁直线同步电机的数学模型  21-24
  2.3 坐标变换原理  24-28
    2.3.1 三相定子坐标系A-B-C与d-q-0坐标系之间的变换  24-26
    2.3.2 三相定子坐标系A-B-C与α-β-0坐标系之间的变换  26-27
    2.3.3 α-β-0坐标系与d-q-0坐标系之间的变换  27-28
  2.4 永磁直线同步电机的d-q轴数学模型  28-29
  2.5 永磁直线同步电机混沌模型  29-31
  2.6 永磁直线同步电机混沌特性仿真实验  31-44
  2.7 本章小结  44-45
3 利用Lyapunov指数分析PMLSM的混沌运动  45-51
  3.1 概述  45
  3.2 Lyapunov指数的定义  45-47
  3.3 Lyapunov指数数值仿真  47-50
  3.4 本章小结  50-51
4 永磁直线同步电机混沌系统的状态反馈控制  51-57
  4.1 概述  51
  4.2 PMLSM状态反馈控制  51-56
  4.3 本章小结  56-57
5 总结与展望  57-59
  5.1 本文主要结论  57-58
  5.2 工作展望  58-59
参考文献  59-62
个人简历  62-63
致谢  63

基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究

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