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试议双机柴油发电机组并联运转混沌现象与制约策略生

收藏本文 2024-02-08 点赞:27909 浏览:123145 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:柴油发电机组并联运转的模型是非线性的,而可能产生混沌振荡现象的理由就是非线性系统受一定条件的外界干扰。由此,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,本论文将对双机并联的船舶电力系统进行非线性建模,利用混沌学论述对船舶电力系统的非线性模型进行深入的探讨浅析,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探讨抑制船舶电力系统混沌振荡的制约策略。第一,根据柴油发电机组并联运转的特点,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探讨多台柴油发电机组并联运转的情况,所以要考虑2台机组并联运转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,忽略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联系,确定柴油发电机组并联运转的模型。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,探讨在干扰信号作用下的并联运转的柴油发电机组工作情况,运用Lyapunov指数浅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指数浅析策略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指数浅析策略获得的参数条件的正误。第三,设计非线性制约器,本论文采取的设计策略是非线性H_∞策略。最初要把柴油发电机组的数学模型通过直接反馈线性化策略实现线性化,其次运用线性H_∞策略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转三种情况进行仿真浅析,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,设计非线性混沌制约器。在得到的产生混沌现象的参数条件下,运用非线性H_∞制约策略对混沌振荡进行制约,在加入干扰的同时投入非线性H_∞调速器和调压器,并通过仿真观察制约器的制约效果,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制约器是准确的。关键词:船舶电力系统论文柴油发电机组论文双机并联论文混沌振荡论文Lyapunov指数浅析论文直接反馈线性化论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-10

    第1章 绪论10-17

    1.1 论文的背景和作用10-12

    1.2 国内外探讨近况12-14

    1.2.1 混沌现象的预防探讨12-13

    1.2.2 混沌的制约13-14

    1.2.3 混沌的运用14

    1.3 论文工作安排14-17

    第2章 柴油发电机组并联运转的非线性建模17-31

    2.1 引言17

    2.2 船舶电力系统的结构及其特点17-19

    2.2.1 船舶电力系统的结构17-18

    2.2.2 船舶电力系统的运转特点18-19

    2.3 柴油发电机组非线性模型的建立19-28

    2.3.1 同步发电机数学模型19-24

    2.3.1.1 同步发电机电磁暂态历程的数学模型20-21

    2.3.1.2 同步发电机的转子运动方程21-24

    2.3.2 柴油机调速系统的数学模型24-25

    2.3.3 同步发电机调压系统的数学模型25-26

    2.3.4 柴油发电机并联运转数学模型26-28

    2.4 船舶电站负荷的数学模型及其分配28-30

    2.4.1 静负荷数学模型28

    2.4.2 动负荷数学模型28-29

    2.4.3 船舶电站负荷的分配29-30

    2.5 本章小结30-31

    第3章 柴油发电机组并联运转的混沌浅析31-46

    3.1 引言31

    3.2 混沌探讨的判据与准则31-35

    3.2.1 庞加莱截面法31-32

    3.2.2 梅尔尼科夫策略32-33

    3.2.3 李亚普诺夫指数浅析法33-35

    3.3 柴油发电机组并联运转的混沌现象浅析35-36

    3.4 仿真结果及其浅析36-44

    3.4.1 扰动幅值 m 为变量时的混沌浅析36-41

    3.4.2 扰动频率 β 为变量时的混沌浅析41-44

    3.5 本章小结44-46

    第4章 柴油发电机组并联运转的非线性制约46-62

    4.1 引言46

    4.2 非线性制约策略46-49

    4.2.1 李亚普诺夫策略46

    4.2.2 直接反馈线性化46-47

    4.2.3 非线性 H_∞ 策略47-49

    4.3 柴油发电机组的非线性制约49-55

    4.3.1 柴油发电机组非线性 H_∞ 调速器的设计49-52

    4.3.2 柴油发电机组非线性 H_∞ 调压器的设计52-54

    4.3.3 柴油发电机组并联运转的非线性 H_∞ 制约54-55

    4.4 仿真结果及浅析55-61

    4.5 本章小结61-62

    第5章 柴油发电机组并联运转的混沌制约62-79

    5.1 引言62

    5.2 混沌的制约策略62-66

    5.2.1 OGY 制约策略(参数微扰法)62-63

    5.2.2 自适应制约策略63-65

    5.2.3 连续制约策略65-66

    5.2.4 非线性鲁棒制约66

    5.3 柴油发电机组并联运转的混沌制约66-67

    5.4 仿真结果及浅析67-78

    5.5 本章小结78-79

    结论79-80

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