永磁同步电动机的簇发振荡分析及协同控制

以永磁同步电动机系统作为研究对象,当永磁同步电动机受到周期性外部负载扰动,且扰动频率与电机系统的固有频率之间存在量级差时,永磁同步电动机系统中存在快慢耦合效应,会产生复杂的簇发行为,严重影响电机的安全稳定运行.首先利用快慢动力学分析方法将负载扰动项作为系统的慢变参数,分析系统随慢变参数变化的动力学行为,揭示了系统"周期性对称式亚临界霍普夫(Hopf)簇发振荡"的演化机理.其次针对电机系统出现的簇发振荡,提出了基于协同控制的簇发振荡抑制策略.通过定义含有所有系统状态的宏变量来设计协同控制器,当宏变量在控制器作用下收敛到不变流形时,永磁同步电动机系统也稳定到平衡态.最后通过理论证明和实验验证该方法的有效性,仿真结果表明,协同控制策略在系统存在外部负载扰动时,具有连续的控制律,能够有效地快速抑制永磁同步电动机出现的簇发振荡现象,从而使系统稳定运行.