[发明专利]煤矿电网混沌铁磁谐振系统的快速参数辨识方法

说明书

本发明提供一种煤矿电网混沌铁磁谐振系统的快速参数辨识方法，适用于电气工程领域使用。其根据固定时间稳定性理论并结合传统的自适应控制方法，设计非线性控制器，使控制量在有限时间内到达其参考值任意小的邻域内，具体包括：能够在不依赖初值的条件下在有限时间内对煤矿电网混沌铁磁谐振系统的不确定参数进行辨识；能够保证参数辨识的时间范围有上界，并且辨识时间的上界可以由本发明提供的方法计算得到；可以快速准确获取铁磁谐振参数，为预防和控制变压器过电压、过电流等不正常运行现象提供参数支持，为煤矿电网的安全运行研究提供了理论依据和技术支持。

技术领域

本发明设计一种快速参数辨识方法，尤其适用于电气工程领域使用的煤矿电网混沌铁磁谐振系统的快速参数辨识方法。

背景技术

铁磁谐振是一种电力系统中非线性电感与电容的振荡现象，它属于是一种复杂的电现象，它可能发生在由电力变压器或电磁式电压互感器(PT)及带铁心的电抗器等非线性电感元件与电容元件构成的回路中。至今国内外学者对铁磁谐振的研究已有百年历史，但是铁磁谐振在电力系统中仍然频繁发生，各种消谐措施也无法将铁磁谐振完全消除。主要是由于铁磁谐振的产生回路极为多样化，其激发条件也极为复杂。铁磁谐振的复杂性不单表现在其产生回路的复杂，其表现形式亦非常复杂，近年来一些学者研究发现电力系统中可能发生具有混沌效应的铁磁谐振，也是铁磁谐振复杂性的表现之一。这种谐振状态对煤矿电网具有极大的危害，它可以使互联电力系统失去稳定性，引起电路电压和电流波形畸变，尤其是过电压的产生，造成系统的局部严重不稳定，由此给煤矿电网带来严重的影响和危害。并且变压器正常长期运行中，随着工作环境中温度和湿度的变化时，参数可能发生变化。通过混沌铁磁谐振模型的参数辨识，可以及时获取铁磁谐振参数，为预防和控制变压器过电压、过电流等不正常运行现象提供参数支持，为煤矿电网的安全运行研究提供了理论依据和技术支持，故而研究煤矿电网混沌铁磁谐振系统的快速参数辨识方法是十分必要的。

大多数混沌控制方法都是基于系统参数已知这一前提提出的。煤矿电网结构复杂，某些参数难以通过在线测量精确确定，或者由于环境的影响，在工作中系统参数容易发生漂移和扰动。要实现对系统的混沌控制和同步，常用的控制方法都存在着一定的局限性。因此，参数辨识问题是混沌系统控制和同步领域中的一个重要课题。近几年，混沌系统的参数辨识问题已经引起国内外许多学者的极大关注。目前常用的参数辨识方法主要有自适应同步参数辨识方法、基于同步参数观测器的参数辨识方法、基于模糊理论的模型辨识方法等。上述参数辨识方法中，基于同步观测器的辨识方法无需复制原混沌系统，控制器简单且易于实现，具有一定的优越性。但对于结构中的高次幂项、正弦项、余弦项等以及复杂系统的多参数同步辨识的工作中，该方法存在辨识不准确和辨识振荡等问题，在应用方面存在一定的局限性。因此改进现有的混沌系统参数辨识方法，寻找更好的参数辨识方案成为混沌参数辨识的主要课题。于是，学者们开始将有限时间稳定性理论和固定时间稳定性理论应用到混沌辨识中来，并与传统的辨识方法相结合。

有限时间辨识方法能在有限时间内辨识系统参数，但是受限于有限时间稳定的局限性—受系统初始条件影响，而系统初始条件在煤矿电网中一般很难获得准确参数。固定时间稳定性是有限时间稳定性的延伸，固定时间辨识方法相比以上辨识方法，不仅能够保证辨识时间范围有上界，而且能够在不依赖初始条件下辨识系统参数。

发明内容

针对上述技术问题，提供了一种基于同步思想构造混沌铁磁谐振系统的误差响应系统，根据固定时间稳定性理论并结合传统的自适应控制方法，设计自适应固定时间非线性控制器，使控制量在不依赖于初值的有限时间内到达其参考值任意小的邻域内，实现了主从系统的同步，更快速准确地实现煤矿电网混沌铁磁谐振系统的快速参数辨识方法。

为了实现上述目的，本发明的煤矿电网混沌铁磁谐振系统的快速参数辨识方法，其步骤为：