电动汽车PMSM混沌状态控制方法探究摘要：在某些参数及工作条件下，非均匀气隙永磁同步电动机(PMSM)会出现混沌运动。电机混沌的存在将严重危及电机传动系统的稳定运行。为快速有效的解决电动汽车永磁同步电机(PMSM)混沌系统运动状态中存在的问题，提出了一种控制算法。在此系统上施加一个非线性反馈控制器，通过选取适当的控制参数，可将原来永磁同步电动机系统中的混沌振动控制到稳定的周期运动。数值仿真结果表明该控制方法的有效性与可行性。关键词：永磁同步电动机；非线性反馈控制器；混沌控制中图分类号：F407.471文献标识码：A文章编号：汽车工业在近百年的发展中，给人类社会的文明和经济的发展带来了革命性的进步。但当前汽车工业发展面临很多的制约因素，如能源危机、环保危机、安全危机等，汽车的变革之路势在必行。随着具有高效节能、低排放或零排放优势电动汽车的出现，汽车工业重获生机，电动汽车成为国际节能环保汽车发展的主攻方向，世界上许多国家都开始投入大量资金研发电动汽车。在电动汽车各类驱动电机中，永磁同步电机以体积小、能量密度高、响应快和惯性低等优点逐渐成为电动汽车驱动系统的主流电机之一。永磁同步电动机是一种强非线性系统能呈现出非常丰富的动态特征。当电机参数处于某些区域时，---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---电机将产生混沌运动，表现为转矩忽大忽小，转速忽高忽低，电机的这种混沌运动状态将直接影响电机的正常运行质量和稳定性。因此，如何控制和避免这种混沌现象成为业内技术人员关注和研究的重要课题。目前，已有一些方法被用于电机的混沌控制，并取得了良好效果，但其中的一些方法还不完善，有待进一步的改进。如参考文献［3］提出了纳入轨道和强迫迁徙控制永磁同步电动机中的混沌现象，该方法是在电机动态方程的速度微分方程中施加一个外部输入，同时要求系统轨道处于吸引域中时才能进行控制。此外，由于该方法实质上是一种开环控制，理论上不能保证控制系统是稳定的，因而在实际中难以实现。文献［4］采用延迟反馈方法控制永磁同步电动机中的混沌现象，用延时处理永磁同步电动机中的混沌运动，缺点是难以确定延时时间，不能将混沌系统设定到预知的轨道。文献［5］采用自适应混沌同步控制算法，虽然具有较好的鲁棒性，但快速性却不够理想。为了改进上述文献中的不足，并能快速有效的消除永磁同步电机的混沌现象，本文从PMSM的d、q旋转坐标系下的数学模型出发，在此基础上采用Lyapunov稳定性方法，分析了PMSM的混沌动态行为。最后设计了一种非线性控制器,实现了PMSM混沌系统对参考给定输入的快速跟踪控制，并给出了仿真结果。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---一、永磁同步电机系统的数学模型以定子d与q轴，电流、和转子角速度为状态变量，利用d-q坐标轴，永磁同步电机的数学模型为：=(―)/=(-+)/(1)=[+(-)—]/上述模型经过仿射变换和时间尺度变换，得到永磁同步电机的无量纲状态方程：=—++(2)=(-)+_式中，二；二；二；二；二；二；二1;、、为无量纲状态变量，分别表示与轴定子电流、和转子角速度；参数、和分别为和轴电压和外部扭矩；、分别为和轴定子电感；为永久磁通为定子绕组；为粘性阻尼系数；为转动惯性；为极对数。...皆取正数。当二时，系统为均匀气隙永磁同步电动机，否则为非均匀气隙永磁同步电动机。系统参数中，受工作环境、外部条件影响最大；系统随值变化而呈现出非常复杂的非线性动力学行为。二、永磁同步电机混沌分析选取系统参数如下：=15mH,=10mH,=-0.27,=-0.42,=1.2,=5,=8,=0.98o初始条件为：(0)=0.05,(0)=0.---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---02,(0)=0.05o取时间步长为0.005s,用四阶定步长Runge一Kutta法对式(1)进行数值积分，可得到系统的时间历程图、相轨迹图、Lyapunov指数图和功率谱图，如图1-4所示。图1系统的时间历程曲线图图2系统的相轨迹图图3系统的Lyapunov指数图图4系统的功率谱图从图1上看，状态变量随时间变化而杂乱无章的变化；从相轨迹图2上看，曲线是不封...