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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开了一种非线性永磁同步电机混沌现象抑制的最优控制方法，1、建立永磁同步电机的非线性混沌动力学数学模型；2、根据永磁同步电机的非线性混沌动力学系统，设计前馈补偿控制器；3、针对简化线性控制系统，设计非线性混沌补偿复合控制器结构；4、对简化线性控制系统设置零和博弈的奖励函数和线性二次型性能指标；5、建立优化问题，迭代得到反馈控制器增益；6、根据建立的反馈控制器增益，结合设计的非线性混沌补偿复合控制器结构得到补偿非线性复合控制输入；7、重复优化过程，直到满足收敛条件，得到最优控制输入和最坏扰动。本发明利用电机历史运行数据迭代获得永磁同步电机混沌现象一致的最优控制方法，控制电机最终稳定。

主权项：1.一种非线性永磁同步电机混沌现象抑制的最优控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，建立d-q坐标系下永磁同步电机的非线性混沌动力学系统，将电磁参数进行合并，并在时间尺度上进行变换，建立为如下形式永磁同步电机的非线性混沌动力学系统： 其中τ为时间变换尺度，σ为系统电磁参数，ρ为系统机械参数，dL为外部负载扰动，x1为系统转速状态变量，x2为系统q轴电流状态变量，x3为系统d轴电流状态变量，u1为系统电流控制输入一，u2为系统电流控制输入二；步骤二，根据建立的永磁同步电机的非线性混沌动力学系统，设计如下形式的前馈补偿控制输入一u1c和前馈补偿控制输入二u2c，以补偿永磁同步电机的非线性混沌动力学系统中的非线形部分： 其中x＝[x1，x2，x3]T∈Rn为向量形式的状态变量，uc＝[u1c，u2c]T为前馈补偿控制输入，根据永磁同步电机的非线性混沌动力学系统建立如下的简化线性控制系统： y＝x3其中分别为永磁同步电机的非线性混沌动力学系统的动态矩阵、输入矩阵、干扰矩阵，uf为反馈控制输入，y为系统的输出；步骤三，针对建立的简化线性控制系统，设计如下的非线性混沌补偿复合控制器结构，其中包括系统电流控制输入一u1和系统电流控制输入二u2两部分： 其中u1f为反馈控制器输入一，u2f为反馈控制器输入二；步骤四，对简化线性控制系统基于博弈理论设置零和博弈的奖励函数，利用黎卡提方程迭代方法，求解得到最优控制输入u*和最坏扰动d*；基于最优控制理论和博弈论，设计如下形式的线性二次型性能指标： 其中J为线性二次型性能指标，t0为初始时间，Q∈R3×3≥0为对称形式的系统状态权重矩阵，R∈R2×2＞0为对称形式的控制输入权重矩阵，γ∈R+为扰动输入的衰减系数，d为考虑的扰动输入，u＝[u1，u2]T为复合控制输入；步骤五，根据步骤四建立的线性二次型性能指标J，建立如下的优化问题，并求解：Jxt0，u，d*＜Jxt0，u*，d*＝xTP*x＜Jxt0，u*，d 其中u*为最优控制输入，d*为最坏扰动，Pi＝PiT＞0为第i次迭代获得的二次型形式价值矩阵，ui+1为第i+1次迭代的反馈控制输入，di+1为第i+1次迭代的扰动输入，为第i+1次迭代的反馈控制输入一，为第i+1次迭代的反馈控制输入二；步骤六，根据步骤五设计的第i+1次迭代的反馈控制输入，结合步骤三设计的非线性混沌补偿复合控制器结构得到第i+1次迭代的补偿非线性复合控制输入： 其中为第i+1次迭代的偿非线性复合控制输入一，为第i+1次迭代的偿非线性复合控制输入二。步骤七，收集永磁同步电机运行状态数据x，u，d，重复步骤五和步骤六，直到|Pi-Pi+1|＜0.0001，得到最优控制输入u*和最坏扰动d*。

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