張興華，梅　磊，王德明
南京工業(yè)大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院，江蘇南京

摘　　　要：針對永磁同步電機在一些特定的參數(shù)和工作條件下呈現(xiàn)的復(fù)雜動態(tài)行為，在分析永磁同步電機（ＰＭＳＭ）混沌運動特性的基礎(chǔ)上，提出了一種ＰＭＳＭ混沌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速跟蹤控制方法。首先通過仿射變換和時間尺度變換，將轉(zhuǎn)子磁場定向坐標(biāo)系下的ＰＭＳＭ模型，變換成一種簡單的無量綱模型。之后采用相圖、分岔圖和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指數(shù)的方法，分析了ＰＭＳＭ的混沌動態(tài)特性。較后通過在原狀態(tài)方程中增加一個狀態(tài)變量的方法，采用比例積分控制，設(shè)計了一種ＰＭＳＭ的混沌運動控制器，實現(xiàn)了ＰＭＳＭ混沌系統(tǒng)對給定參考轉(zhuǎn)速的漸近跟蹤，仿真結(jié)果驗證了控制方法的有效性。

關(guān)　鍵　詞：永磁同步電機；混沌分析；跟蹤控制

１　引　言
永磁同步電機（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏｔｏｒ，ＰＭＳＭ）具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、能量轉(zhuǎn)換效率高和調(diào)速性能好等優(yōu)點。在航空航天、工業(yè)自動化裝置、電動車、醫(yī)療器械，家用電器和計算機外圍設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。永磁同步電機在一些特定的參數(shù)和工作條件下會呈現(xiàn)復(fù)雜的混沌動態(tài)行為［１�玻常荩�表現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的間歇振蕩和不規(guī)則的電流噪聲等。當(dāng)電機處于混沌運動狀態(tài)時，電力傳動系統(tǒng)的運行質(zhì)量和穩(wěn)定性將受到嚴(yán)重影響。因此研究ＰＭＳＭ的混沌產(chǎn)生機理，進而采取有效的方法來抑制或是消除電機運行中出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前，針對ＰＭＳＭ的混沌運動，已提出了許多有效的控制方法［４�玻罚荩�其中的一些方法還不完善，有待進一步的改進。例如，文獻［６］采用狀態(tài)延遲反饋方法對ＰＭＳＭ混沌進行控制，其缺點是難以確定延遲時間常數(shù)，且只能實現(xiàn)混沌系統(tǒng)的鎮(zhèn)定，不能將混沌系統(tǒng)控制到預(yù)設(shè)的軌道；文獻［７］提出的納入軌道和強迫遷徙方法，其控制目標(biāo)不允許是給定系統(tǒng)自身的軌道，并且要在系統(tǒng)軌道處于吸引域中時才能進行控制。此外，由于該方法實質(zhì)上是一種開環(huán)控制，理論上不能保證控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的，因而在實際中難以實現(xiàn)。本文給出了一類永磁同步電機（ＰＭＳＭ）混沌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速跟蹤控制方法。在分析ＰＭＳＭ混沌特性的基礎(chǔ)上，通過在原ＰＭＳＭ動態(tài)方程中增加狀態(tài)變量和引入ＰＩ控制的方法，實現(xiàn)了ＰＭＳＭ混沌系統(tǒng)對參考給定轉(zhuǎn)速的漸近跟蹤。該方法不僅穩(wěn)定區(qū)域大、可實現(xiàn)對參考給定的漸近跟蹤，而且控制結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。

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