利用异结构同步对铁磁混沌电路的非线性反馈控制

庞霞; 刘凌; 刘崇新; 董子晗

doi:10.7652/xjtuxb201504004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

利用异结构同步对铁磁混沌电路的非线性反馈控制

更新时间：2025-07-09

- 利用异结构同步对铁磁混沌电路的非线性反馈控制
- Nonlinear Feedback Control in Ferromagnetic Chaotic Circuit with Different Structure Synchronization
- 西安交通大学学报 2015年49卷第4期页码：18-23
- 作者机构：
  
  西安交通大学电气工程学院,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2014-07-09。作者简介: 庞霞(1989—),女,硕士生;刘凌(通信作者),男,讲师。基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51177117,51307130);教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20100201110023)
- DOI：10.7652/xjtuxb201504004
  中图分类号： TM132
- 网络首发：2015-04-10，
  
  纸质出版：2015
- 稿件说明：
移动端阅览
庞霞, 刘凌, 刘崇新, 等. 利用异结构同步对铁磁混沌电路的非线性反馈控制[J]. 西安交通大学学报, 2015,49(4):18-23.

Nonlinear Feedback Control in Ferromagnetic Chaotic Circuit with Different Structure Synchronization[J]. 2015, 49(4): 18-23.
庞霞, 刘凌, 刘崇新, 等. 利用异结构同步对铁磁混沌电路的非线性反馈控制[J]. 西安交通大学学报, 2015,49(4):18-23. DOI： 10.7652/xjtuxb201504004.

Nonlinear Feedback Control in Ferromagnetic Chaotic Circuit with Different Structure Synchronization[J]. 2015, 49(4): 18-23. DOI： 10.7652/xjtuxb201504004.

摘要

为了抑制变电站中由电压互感器引起的铁磁混沌振荡问题

提出了一种异结构同步的非线性反馈控制方法设计控制器。该方法构造了一个正定的李雅普诺夫函数

使其随时间的导数定负

并将基于李雅普诺夫函数构造的控制器外加在状态方程中

选择状态变量磁链为输出信号

并使该输出信号追踪正弦参考信号

要求误差信号趋于零值。为使控制信号在实际中易于提取

在控制器中用电流替换磁链进行改进。数值仿真结果表明

加入控制器后

系统输出磁链(标幺值)由5降到近似1

电压(标幺值)由17的非周期过电压降到近似1的正弦稳态值。改进控制器后的系统输出电压也由非周期过电压过渡为周期性正弦电压

且电压幅值大大降低

研究结果证明了该控制方法的有效性。

Abstract

To suppress the ferromagnetic chaotic oscillation from voltage transformer in substations

a nonlinear feedback control strategy with different structure synchronization is proposed to design the controller. A positive definite Lyapunov function with negative definite derivative over time is constructed

and the tentative controller takes part in the state equation

where the flux serves as the output signal to track sinusoidal reference signal to keep error signal as zero. For the purpose of easy extracting

the current is chosen instead of the flux. The numeric simulation shows that once adding the controller

the system flux decreases from 5 p.u. to 1 p.u.

and voltage decreases from non-periodic overvoltage of 17 p.u. to steady sinusoidal value of 1 p.u.

and the previous non-periodic overvoltage output can be transformed into periodic sinusoidal voltage with greatly reduced amplitude.

关键词

Keywords

references

MARTI R. Ferroresonance in power systems: fundamental solutions [J]. IEE Proceedings: C, 1991, 138(4): 321-329.

EMIN Z, AL ZAHAWI B A T, TONG Y K, et al. Quantification of the chaotic behavior of ferroresonant voltage transformer circuits [J]. IEEE Trans on Circuit and Systems, 2001, 48(6): 757-760.

KIENY C. Application of the bifurcation theory in studying and understanding the global behavior of a ferroresonant electric power circuit [J]. IEEE Trans on Power Delivery, 1991, 6(2): 866-872.

HUI Meng, ZHANG Yanbin, LIU Chongxin. Chaotic ferroresonance in a non-autonomous circuit [J]. Chinese Physics: B, 2008, 17(9): 3258-3263.

刘凡, 孙才新, 司马文霞, 等. 铁磁谐振过电压混沌振荡的理论研究 [J]. 电工技术学报, 2006, 21(2): 103-107.

LIU Fan, SUN Caixin, SIMA Wenxia, et al. Theoretical analysis of chaotic oscillation of ferroresonance overvoltage in power systems [J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2006, 21(2): 103-107.

司马文霞, 陈莉珺, 杨庆, 等. GTO控制阻尼电阻脉冲投入的铁磁谐振控制 [J]. 高电压技术, 2014, 40(5): 1520-1529.

SIMA Wenxia, CHEN Lijun, YANG Qing, et al. Ferroresonance control through GTO controlling damping resistance pulsed access [J]. High Voltage Engineering, 2014, 40(5): 1520-1529.

GHOLIZADEH H, HASSANNIA A, AZARFAR A. Chaos detection and control in a typical power system [J]. Chinese Physics: B, 2013, 22(1): 010503.

HUI Meng, ZHANG Yanbin, LIU Chongxin. Analysis of ferroresonance in neutral grounding system with nonlinear coreloss [J]. Chinese Physics: B, 2009, 18(5): 1787-1791.

庞霞, 刘崇新. 含电磁式电压互感器的铁磁混沌电路的分析研究 [J]. 物理学报, 2013, 62(15): 150504.

PANG Xia, LIU Chongxin. Analysis of ferromagnetic chaotic circuit with nonlinear potential transformer [J]. Acta Phys Sin, 2013, 62(15): 150504.

王胜, 赵意合, 蔡建辉, 等. 电压互感器铁磁谐振防范措施 [J]. 农村电气化, 2014(1): 61.

WANG Sheng, ZHAO Yihe, CAI Jianhui, et al. Precautions of voltage transformer ferroresonance [J]. Rural Electrification, 2014(1): 61.

武文杰, 王忠为. 厂用6 kV系统铁磁谐振分析及措施研究 [J]. 自动化与仪器仪表, 2011(3): 13-14.

WU Wenjie, WANG Zhongwei. Analysis and measures of ferroresonance in plant 6 kV system [J]. Automation Instrumentation, 2011(3): 13-14.

赵晓明, 余志慧. 500 kV主变35 kV侧铁磁谐振实例及其数值仿真分析 [J]. 浙江电力, 2008(3): 23-25, 47.

ZHAO Xiaoming, YU Zhihui. Instances and numerical simulation of ferroresonance in 35 kV side of 500 kV main transformer [J]. Zhejiang Electric Power, 2008(3): 23-25, 47.

惠萌, 刘盼芝, 白璘, 等. 非自治铁磁谐振电路过电压脉冲时滞同步抑制方法研究 [J]. 西安交通大学学报, 2014, 48(6): 55-59.

HUI Meng, LIU Panzhi, BAI Lin, et al. Overvoltage suppression by impulsive time-lagging synchronization of non-autonomous ferroresonance chaotic circuit [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2014, 48(6): 55-59.

司马文霞, 刘凡, 孙才新, 等. 基于改进的径向基函数神经网络的铁磁谐振系统混沌控制 [J]. 物理学报, 2006, 55(11): 5714-5720.

SIMA Wenxia, LIU Fan, SUN Caixin, et al. Chaos control of ferroresonance system based on improved RBF neutral network [J]. Acta Phys Sin, 2006, 55(11): 5714-5720.

刘凡, 司马文霞, 孙才新, 等. 基于常值脉冲法的铁磁谐振过电压混沌抑制 [J]. 电网技术, 2006, 30(3): 57-61.

LIU Fan, SIMA Wenxia, SUN Caixin, et al. Controlling chaos in ferroresonance overvoltage based on constant pulse method [J]. Power System Technology, 2006, 30(3): 57-61.

刘崇新, 翟笃庆, 董子晗, 等. 含有单相铁心变压器的铁磁混沌电路的分析及控制 [J]. 物理学报, 2010, 59(6): 3733-3739.

LIU Chongxin, ZHAI Duqing, DONG Zihan, et al. Control and analysis of a third-order nonautonomous ferroresonance chaotic circuit with a transformer [J]. Acta Phys Sin, 2010, 59(6): 3733-3739.

惠萌,刘盼芝,白璘,等.非自治铁磁谐振电路过电压脉冲时滞同步抑制方法研究.2014,48(6):55-59.[doi:10.7652/xjtuxb201406010]

傅文渊,凌朝东.自适应折叠混沌优化方法.2013,47(2):33-38.[doi:10.7652/xjtuxb201302006]

赵志斌,孙跃,周诗杰,等.非接触电能传输系统参数优化的改进遗传解法.2012,46(2):106-112.[doi:10.7652/xjtuxb 201202018]

吴沁,芮执元,杨建军.考虑非线性弹性力的滚珠丝杠系统分岔与混沌特性分析.2012,46(1):70-75.[doi:10.7652/xjtuxb201201013]

薛士明,曹军义,林京,等.分数阶阻尼裂纹转子的非线性动力学特性分析.2012,46(1):76-80.[doi:10.7652/xjtuxb 201201014]

孙清,张斌,伍晓红,等.时滞受控系统非线性动力学行为的数值分析.2011,45(3):1-6.[doi:10.7652/xjtuxb201103001]

付华,乔德浩,池继辉.一种非线性系统参数辨识的耦合算法研究.2011,45(2):49-53.[doi:10.7652/xjtuxb201102010]

罗勇芬,黄平,李彦明.油纸绝缘中局部放电时间序列的混沌特性及其模式识别.2010,44(12):55-60.[doi:10.7652/xjtuxb201012011]

汪伟,汲胜昌,李彦明.用非线性电阻模拟变压器损耗进行铁磁谐振过电压研究.2009,43(10):109-113.[doi:10.7652/xjtuxb200910023]

宋青松,冯祖仁.构建复杂回响状态网络的新方法.2009,43(4):1-4.[doi:10.7652/xjtuxb200904001]

曹军义,谢航,蒋庄德.分数阶阻尼Duffing系统的非线性动力学特性.2009,43(3):50-54.[doi:10.7652/xjtuxb200903 011]

刘芳.电流型单端初级电感变换器的不稳定性与分岔控制.2007,41(12):1465-1469.[doi:10.7652/xjtuxb200712018]

王晶,高金峰,马西奎.同步一类结构部分未知混沌系统的自适应非线性观测器.2007,41(10):1165-1169.[doi:10.7652/xjtuxb200710009]

张旭东,熊静琪,王丛岭.基于遗传算法信息组合的自适应模糊控制.2007,41(7):838-841.[doi:10.7652/xjtuxb200707 019]

逯俊杰,刘崇新,张作鹏,等.基于状态观测器的分数阶统一混沌系统的同步控制.2007,41(4):497-500.[doi:10.7652/xjtuxb200704026]

郭振宇,程博,叶敏,等.一种并行混沌差异演化算法.2007,41(3):299-302.[doi:10.7652/xjtuxb200703008]

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

航空三级式发电系统非线性建模与硬件在环实现

用小波熵及非稳定周期轨道测量神经放电峰峰间期复杂性

高稳快速非线性-线性跟踪微分器设计

一种非线性双稳态人体运动能量俘获技术

可倾瓦导轴承液膜力非线性指数模型及应用研究