[发明专利]多电机网络系统的分布式同步控制方法

说明书

本发明提供多电机网络系统的分布式同步控制方法，属于多电机网络系统的同步控制技术领域。本发明通过在原有的连接网络基础上增加或移除指定连边，使该指定的若干节点具有相同的相邻节点，在整个网络中呈现对称结构，并将其视为一组簇网络节点，从而研究该组簇网络节点的混沌同步。该方法可以对多电机系统中的若干个电机节点实现局部同步，该方法不仅正确有效，而且其耦合强度相较于全局同步的耦合强度更小。

【技术领域】

本发明涉及多电机网络系统的同步控制技术领域，具体涉及多电机网络系统的分布式同步控制方法。

【背景技术】

同步在诸多工业应用领域中都是一项重要的性能指标，一直以来也是广大学者研究的重点之一。多电机同步运行在电机网络中具有极其重要的意义，例如纺织、冶金、灌装以及四轴无人机等都离不开多电机的协调同步作业，其能够确保网络系统稳定运行、提高生产效率；对自动化生产的可靠性、稳定性有重要意义。在多电机网络系统中，由于系统复杂性的增加，增加了系统的不稳定性，从而研究多电机同步有着重要的研究指导及实际应用价值。已有研究表明，电机在某些参数取值范围或工作条件下会出现混沌振荡，而多电机系统混沌振荡的同步控制研究成为当前国内外学者关注的重点。传统的多电机系统同步控制是通过建立全局耦合关系来实施的，所需的耦合节点多，控制代价大。

针对此问题，本申请提出一种分布式同步控制策略，对多电机系统中的若干个电机节点实现局部同步，该方法不仅正确有效，而且其耦合强度相较于全局同步的耦合强度更小。

【发明内容】

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种多电机网络系统的分布式同步控制方法，该方法可以对多电机系统中的若干个电机节点实现局部同步，该方法不仅正确有效，而且其耦合强度相较于全局同步的耦合强度更小。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

多电机网络系统的分布式同步控制方法，包括以下步骤：

步骤1：在PMSM多机互联网络系统中构建节点数为N的PMSM网络拓扑结构；

步骤2：任意指定要实现其中n₂个节点的混沌同步，而剩余n₁＝N-n₂个子节点不同步；

步骤3：通过在原有的PMSM网络拓扑结构基础上增加或移除指定连边，使得拟实现部分同步的n₂个节点具有相同的相邻节点，从而使该n₂个节点在整个网络中呈现对称结构；

步骤4：将该n₂个节点视为一组簇网络节点，计算得到同步控制的耦合强度临界点，通过控制耦合强度值，即可使该N个节点实现全局同步或者使该n₂个节点实现部分同步。

本发明中，进一步地，所述步骤1中，构建节点数为N的PMSM网络拓扑结构的方法为：

根据主稳定函数法，在一个由N个相同节点经过耗散耦合构成的复杂动力学网络

中，其中i＝1,2,…,N为节点i的一个n维的状态变量，ε＞0为耦合强度，Γ为含常数0-1的系统内部耦合矩阵，其表示网络系统中节点变量之间的耦合关系；

为网络拓扑连接矩阵；如果定义拉普拉斯矩阵L＝-A＝-{a_ij}，则(1)式可改写成

引入分布式控制器u_i,i＝1,2,…,N，使得(2)式变为

其中，控制器u_i为在原有网络结构下新增连边时所增加耗散耦合项，即

式(10)即为所需构建的节点数为N的PMSM网络拓扑结构。