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柴油发电机组并联运行的混沌现象及控制方法研究
| 论文题名： | 柴油发电机组并联运行的混沌现象及控制方法研究 |
| 关键词： | 柴油发电机组并联运行;混沌振荡;干扰条件;船舶电力系统;动态特性;控制方法 |
| 摘要： | 柴油发电机组并联运行的模型是非线性的，而可能产生混沌振荡现象的原因就是非线性系统受一定条件的外界干扰。因此，为了改善船舶电力系统的动态特性，保证船舶电力系统提供可靠的供电质量，本文将对双机并联的船舶电力系统进行非线性建模，利用混沌学理论对船舶电力系统的非线性模型进行深入的研究分析，判断船舶电力系统产生混沌振荡现象的条件，最后针对产生混沌振荡的干扰条件研究抑制船舶电力系统混沌振荡的控制方法。 第一，根据柴油发电机组并联运行的特征，确定船舶电力系统数学模型。通常以2台柴油发电机组为基础来研究多台柴油发电机组并联运行的情况，所以要考虑2台机组并联运行的条件来确定船舶电力系统数学模型，通过适当的设想和简化，计及了励磁绕组的暂态变化，忽视同步发电机阻尼绕组的影响，确定了同步发电机的三阶模型，再结合并联机组的电气量的耦合关系，确定柴油发电机组并联运行的模型。 第二，把一个周期性的电磁功率扰动作为外界的干扰信号加入到所确定的船舶电力系统的数学模型中，研究在干扰信号作用下的并联运行的柴油发电机组工作情况，运用Lyapunov指数分析法确定引发船舶电力系统混沌振荡现象的参数因素。但是借助Lyapunov指数分析方法作为混沌判据仅仅是判断混沌的一个充分条件，所以还需要借助仿真察看这些参数条件下船舶电力系统的功角图、转速图和相图来验证Lyapunov指数分析方法获得的参数条件的正误。 第三，设计非线性控制器，本文采用的设计方法是非线性H∞方法。最初要把柴油发电机组的数学模型通过直接反馈线性化方法实现线性化，其次应用线性H∞方法对线性化后的模型设计非线性鲁棒调速器和调压器。在柴油发电机组模型中加入所设计的非线性调速器和调压器，对单台机突加100％静负荷，突减100%静负荷及双机并联运行三种情况进行仿真分析，得到了每种情况下的动态响应曲线图，以此检查了所设计的非线性鲁棒调速器和调压器是否是准确的。 第四，设计非线性混沌控制器。在得到的产生混沌现象的参数条件下，应用非线性H∞控制方法对混沌振荡进行控制，在加入干扰的同时投入非线性H∞调速器和调压器，并通过仿真观察控制器的控制效果，得到双机并联系统中两台柴油发电机组的动态响应曲线，证明在抑制船舶电力系统的混沌振荡现象上非线性鲁棒控制器是准确的。 |
| 作者： | 周昱 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 黄曼磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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