学位论文—-舰船电力系统的混沌现象及其控制方法研究.doc

分类号: TM712 密级: 公开学号: 05030203 硕士学位论文舰船电力系统的混沌现象及其控制方法研究研究生姓名指导教师学科、专业控制理论与控制工程研究方向智能控制二 OO 八年三月摘要 I 摘要在舰船的航行中,舰船轮机员与电机员多次在电力系统运行中观测记录到了非周期、貌似随机、突发或阵发性的电力系统振荡,有些现象的机理至今尚不完全清楚, 这对舰船电网的安全运行构成了潜在的威胁,可能导致系统失稳。而混沌通常泛指那些貌似随机,实际上由精确的法则所决定,并对初始条件十分敏感的长期的动态行为。现有研究表明混沌运动有可能作为电力系统扰动失稳过程的一个中间阶段而存在,为得到一些对舰船电力系统稳定运行有参考价值的结论,这样就有必要对舰船电力系统进行数学建模,通过参数的数值分析,从而判断其是否出现混沌,加深对舰船电力系统复杂性的认识。此外当系统出现混沌时,应采取适当的控制策略对舰船电力系统的混沌进行抑制,来保证和提高舰船电力系统的运行安全性和稳定性。因此,对舰船电力系统进行混沌研究有非常大的实际意义。本文为了研究舰船电力系统在周期电磁扰动下会发生混沌的规律,应用 Melniko v 和 Lyapunov 指数这两种方法作为舰船电力系统混沌运动的判据。利用 Melnikov 方法, 分析了系统发生混沌运动的解析条件,并运用 Lyapunov 指数判别系统的动态行为。这两种方法结合,有助于更准确、全面地认识和分析舰船电力系统的混沌运动。另外对舰船电力系统的混沌进行了控制。从控制的角度来讲延迟反馈方法应该是对系统的混沌运动进行了预测,通过 Melnikov 方法确定了延迟反馈方法中延迟时间?和反馈系数 k , 不仅有效地避免了舰船电力系统的混沌运动的发生,透过 Melnikov 方法还能了解预防混沌运动发生的机理,即通过修改系统的参数,以至破坏系统发生混沌运动的参数条件;而自适应 Backstepping 方法实现了系统已经处于混沌运动,再投入控制器,能够达到迅速抑制混沌的目的。关键词: 舰船电力系统;混沌; Melnikov ; Lyapunov 指数;自适应 Backstepping Abstract II Abstract In the sailing, the marine engineer and member of the marine power system had observed the non-periodic, seemingly random, unexpected or paroxysmal oscillation of the marine power system many times when the power system was working. The mechanism of the phenomenon has not been entirely clear yet, which made a potential threat to the marine and even could lead the system to instability. Chaos usually refers to those seemingly random but decided by the precise rules in fact .And it isa long-term dynamic behavior which is sensitiv e to the initial conditions. It was showed by research that the chaos e xist ed as an intermediate stage of the disturb ed power system from stability to instability. As to get some useful referenced conclusions to the stable operation of marine power system , it is necessary to establish marine power system m athematical m odel and determine whether chao s happens through numerical analysis . And it helps to deepen our understanding of plexity of the marine power system. In addition when the chaotic oscillation happens, it should take