船舶電力系統(tǒng)混沌現(xiàn)象研究.pdf

1、對于確定性動力系統(tǒng)，曾認為只要給出模型及初值，就可以預(yù)測其動態(tài)行為，但混沌(Chaos)現(xiàn)象的研究與發(fā)現(xiàn)改變了這一觀點?；煦鐝V泛存在于客觀世界中，如氣象學中的Lorenz系統(tǒng)，電路中的Chua電路系統(tǒng)等?；煦缡欠蔷€性系統(tǒng)中各參數(shù)相互作用導致的一種非常復(fù)雜的現(xiàn)象。電力系統(tǒng)混沌研究是近年來興起的一個研究內(nèi)容，其基本目的在于研究電力系統(tǒng)混沌的形成機制，然后加以預(yù)防或利用。對該問題的研究，具有十分重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。 船舶

2、電力系統(tǒng)是典型的非線性系統(tǒng)，其動態(tài)行為包含許多復(fù)雜的非線性機電振蕩現(xiàn)象，如低頻振蕩、次同步振蕩，甚至混沌動態(tài)。這些現(xiàn)象對系統(tǒng)安全運行造成潛在威脅，可能導致系統(tǒng)失穩(wěn)。有些現(xiàn)象可由含參數(shù)的非線性微分代數(shù)方程組來描述。近年來，隨著對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的深入研究，國內(nèi)外學者相繼發(fā)現(xiàn)在電力系統(tǒng)中存在十分復(fù)雜的混沌現(xiàn)象。混沌現(xiàn)象在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)時，將伴隨系統(tǒng)運行持續(xù)無規(guī)則的振蕩，嚴重危害系統(tǒng)的安全運行，而要在船舶電力系統(tǒng)中有效地預(yù)防和消除混沌振蕩，必須

3、對船舶電力系統(tǒng)中的混沌發(fā)生機理和產(chǎn)生途徑進行研究。 本文分析了船舶電力系統(tǒng)中的混沌現(xiàn)象，研究船舶電力系統(tǒng)中誘發(fā)混沌現(xiàn)象的途徑以及混沌吸引子的特征。本文以動力學理論為基礎(chǔ)，在穩(wěn)定的周期擾動下，分別對擾動頻率或擾動幅值參數(shù)的變化進行了研究，對系統(tǒng)的狀態(tài)進行計算機分析。本文研究的主要內(nèi)容有： 1)從船舶電力系統(tǒng)的動力學機理出發(fā)，建立船舶電力系統(tǒng)兩機并聯(lián)系統(tǒng)非線性數(shù)學模型，并分別對無擾動和有擾動系統(tǒng)進行了分析； 2)運用

4、動力系統(tǒng)分析原理，對建立的模型進行了數(shù)值分析，繪制出各個參數(shù)下的系統(tǒng)運行相圖和時序圖，直觀地反映了系統(tǒng)的演變過程； 3)對船舶電力系統(tǒng)雙機并聯(lián)工況運用Lyapunov指數(shù)、Poincaré映射圖和頻譜分析等方法進行了研究，將其運用到系統(tǒng)混沌現(xiàn)象的判定，進一步說明船舶電力系統(tǒng)具有混沌特征；最后初步探討了混沌的成因。 本文研究發(fā)現(xiàn)，船舶電力系統(tǒng)在不同的擾動情況下可進入混沌狀態(tài)。不論是擾動頻率變化還是擾動幅值變化，系統(tǒng)經(jīng)過倍周