[发明专利]一种改进的永磁同步电机混沌同步控制器

说明书

本项发明针对永磁同步电机混沌同步的研究方向提出了一种改进的混沌同步控制器，永磁同步电机作为一种强耦合、非线性、多变量系统，其在发生混沌现象时所表现出的主要特征是随着电机性能参数的变化，系统会发生转矩以及转速的不稳定，控制性能明显降低，出现电磁噪声等一系列对系统控制有害的影响，继而出现了混沌抑制问题；从另一个方面来说，电机产生的混沌行为在一些特定的场合，比如在原材料的研磨与搅拌方面是非常有益的，这就产生了混沌反控制问题。故永磁同步电机混沌同步控制方法的创新与缩短同步时间是很急迫且具有意义的。

技术领域

本发明设计出了一种改进的永磁同步电机的混沌同步控制器，具体地说在有限时间内使得初始值不同的两个永磁同步电机混沌模型在控制器的作用下更加迅速的逐渐达到同步。

背景技术

1990年美国海军实验室的学者Pecora和Carroll提出了混沌同步控制方法，并且首先在电子电路中实现了混沌同步。何为混沌同步，简言之，就是对混沌系统加以控制，使其轨迹逐渐逼近另一混沌系统轨迹。随着电子电力技术与工程控制技术的发展，在随后研究中混沌现象被广泛发现于永磁同步电机、无刷直流电机、开关磁阻电机等伺服系统之中，引起了国内外广大学者的研究热潮。

1994年Hematin发现了永磁电机开环驱动系统中存在着混沌现象，在之后Li等人给出了其通用模型，并对其进行了更深入的研究。永磁同步电机作为一种强耦合、非线性、多变量系统，其在发生混沌现象时所表现出的主要特征是随着电机性能参数的变化，系统会发生转矩以及转速的不稳定，控制性能明显降低，出现电磁噪声等一系列对系统控制有害的影响，继而出现了混沌抑制问题；从另一个方面来说，电机产生的混沌行为在一些特定的场合，比如在原材料的研磨与搅拌方面是非常有益的，这就产生了混沌反控制问题。故永磁同步电机混沌同步控制方法的创新是很具有意义的。

再者还有一个问题，就是许多关于混沌同步控制器仅仅考虑了系统整体同步的鲁棒性，并没有从有限时间的观念出发去设计控制器。

发明内容

由于永磁同步电机的数学模型为：

其中当γ＝20，σ＝5.46时，永磁同步电机系统(1)会呈现出混沌状态。改变永磁同步电机数学模型x₁x₂的顺序有可以得：

当σ＝5.46,ρ＝20时永磁同步电机，系统(2)处于混沌状态。

定理1已知一个动态系统倘若存在一个时刻T＞0，能够使得以下两个条件同时满足：(1)(2)在t≥T时， ||x(t)＝0||恒成立，那么就可以说明这个系统是有限时间稳定的。X为 n维状态变量，f(x)为光滑的非线性函数。

定理2对于一个非线性函数f(x)，可以寻求一个恰当的 Lyapunov函数那么根据Lyapunov稳定性定理可知当 Lyapunov函数为正定的且它的一阶导数为半负定时，系统即达到稳定。

在遵循定理1与定理2的前提下，提出控制器为：

永磁同步电机混沌系统(1)与(2)在加入混沌同步控制器(3)的前提下能够在有限时间内达到混沌同步。

附图说明

例图1为永磁同步电机混沌模型(1)奇怪吸引子图。

例图2为永磁同步电机混沌模型(2)奇怪吸引子图。

例图3为加入控制器后永磁同步电机驱动系统与响应系统状态同步图。其中初始值与系统参数为：