电机与电力系统是一种强非线性系统，它在国民经济的许多部门如电力电子和工矿企业中具有极为广泛的应用。本书是关于复杂电机与电力系统非线性动力学行为与混沌控制研究的一部专著，是作者及其课题组多年来在这一研究领域所做工作的总结和深化。书中系统阐述电机与电力系统的建模、非线性动力学行为分析及其控制方法，全面深入地研究电机与电力系统的稳定性、分岔的类型、产生混沌行为的主要参数及参数区间、非线性电力系统的随机动力学行为等，给出作者及其课题组一系列理论研究和实验研究成果，介绍当前国内外在该领域的研究动态与趋势。
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前言
第1章非线性系统的稳定性、分岔与混沌动力学理论简介1
1.1概述1
1.2系统稳定性的基本概念2
1.3李雅普诺夫稳定性定义5
1.4李雅普诺夫稳定性理论8
1.4.1李雅普诺夫第一方法8
1.4.2李雅普诺夫第二方法13
1.5分岔理论17
1.5.1分岔理论概述17
1.5.2几种典型分岔的讨论17
1.6混沌理论概述21
1.6.1混沌的定义21
1.6.2通向混沌的道路22
1.6.3混沌的度量与判断23
参考文献29
第2章电力系统、永磁同步电动机的非线性动力学行为30
2.1引言30
2.2电力系统的非线性动力学模型及其混沌特性31
2.2.1简单互联电力系统模型31
2.2.2考虑励磁限制的电力系统模型32
2.2.3考虑负荷的电力系统模型34
2.3永磁同步电动机的动力学模型及其混沌特性35
2.3.1均匀气隙PMSM36
2.3.2非均匀气隙PMSM36
2.4电力系统、永磁同步电动机混沌控制的研究现状及存在问题37
2.5本章小结38
参考文献38
第3章电力系统、永磁同步电动机的混合自适应混沌控制42
3.1自适应控制理论概述42
3.1.1最优控制理论概述42
3.1.2自适应控制理论简介43
3.1.3模型参考自适应控制45
3.1.4梯度法的局部参数最优化的设计方法47
3.2简单电力系统混沌振荡的无源自适应控制48
3.2.1引言48
3.2.2无源非线性系统基本概念49
3.2.3电力系统混沌振荡的无源自适应控制50
3.2.4数值仿真结果51
3.2.5控制策略的鲁棒性和抗干扰性能分析52
3.2.6小结53
3.3考虑励磁限制的电力系统的混沌振荡的自适应鲁棒控制53
3.3.1引言53
3.3.2自适应控制方法及其在考虑励磁限制的电力系统混沌振荡控制中的应用54
3.3.3考虑励磁限制的电力系统混沌的自适应控制55
3.3.4数值仿真结果55
3.3.5控制系统的鲁棒性和抗干扰性能分析55
3.3.6小结57
3.4永磁同步电动机混沌运动的鲁棒自适应动态面控制57
3.4.1引言57
3.4.2自适应动态面控制方法58
3.4.3稳定性分析59
3.4.4数值仿真结果和分析62
3.4.5小结63
3.5基于LaSalle不变集定理自适应控制永磁同步电动机的混沌运动63
3.5.1基于LaSalle不变集定理自适应控制方法63
3.5.2基于LaSalle不变集定理设计自适应混沌控制器64
3.5.3PMSM混沌运动的自适应控制及仿真65
3.5.4小结66
参考文献66
第4章基于无源性与微分几何理论的电力系统与同步电动机混沌运动的控制设计68
4.1引言68
4.2无源非线性系统的基本理论68
4.2.1无源性的基本概念68
4.2.2非线性系统的KYP引理70
4.2.3微分几何的理论基础70
4.3研究模型描述71
4.4基于无源化的励磁反馈镇定器设计和L2性能准则73
4.4.1坐标变换和标准链式结构73
4.4.2基于无源化的单机无穷大励磁系统反馈镇定控制器设计74
4.4.3L2增益干扰抑制控制问题设计76
4.4.4系统仿真78
4.5基于无源系统理论的励磁系统非线性鲁棒镇定器设计79
4.5.1鲁棒无源性基础79
4.5.2单机无穷大励磁系统的无源性81
4.5.3单机无穷大励磁系统的鲁棒镇定82
4.5.4数值仿真分析83
4.5.5小结84
4.6无源自适应控制磁阻同步电动机的混沌运动84
4.6.1引言84
4.6.2磁阻同步电动机数学模型85
4.6.3无源控制方法86
4.6.4无源自适应控制磁阻同步电动机的混沌运动87
4.6.5数值仿真89
4.6.6小结90
4.7基于微分几何方法的永磁同步电动机的混沌运动的控制90
4.7.1引言90
4.7.2PMSM混沌模型及其动力学特性91
4.7.3基于微分几何精确线性化的PMSM中混沌运动的控制91
4.7.4PMSM混沌控制系统的状态反馈精确线性化条件91
4.7.5求PMSM混沌系统的控制律94
4.7.6控制方法的仿真研究95
4.7.7小结96
参考文献96
第5章基于状态反馈和延迟反馈的永磁同步电动机混沌控制研究100
5.1引言100
5.2状态反馈控制理论100
5.2.1状态反馈控制系统的构成100
5.2.2状态反馈控制系统极点任意配置的条件101
5.2.3单输入系统极点配置方法103
5.3基于极点配置的非均匀气隙永磁同步电动机混沌状态反馈控制104
5.3.1非均匀气隙PMSM的混沌数学模型及混沌特性104
5.3.2受控系统的方程式105
5.3.3反馈增益的确定105
5.3.4数值仿真结果106
5.3.5小结107
5.4基于有限时间稳定理论的永磁同步电动机混沌状态反馈控制107
5.4.1概述107
5.4.2有限时间稳定基本概念和定理108
5.4.3基于有限时间稳定理论抑制PMSM的混沌运动109
5.4.4数值仿真111
5.4.5小结112
5.5永磁同步电动机时滞反馈电流控制系统混沌行为研究112
5.5.1引言112
5.5.2PMSM延迟反馈电流控制系统模型113
5.5.3PMSM延迟反馈电流控制系统混沌行为113
5.5.4时滞反馈电流作用机理分析117
5.5.5小结119
参考文献119
第6章非线性电力系统的随机动力学行为分析122
6.1引言122
6.2随机动力学系统分析的基本方法与理论124
6.2.1随机函数的正交分解124
6.2.2随机Melnikov方法126
6.2.3随机平均法131
6.3随机电机系统响应的Chebyshev正交多项式逼近132
6.3.1引言132
6.3.2含随机参数激励简单电机模型的等效确定性系统132
6.3.3含随机参数激励简单电机模型的分岔研究135
6.3.4小结136
6.4一类非线性电机模型的随机混沌行为137
6.4.1引言137
6.4.2白噪声激励下非线性电力系统的振荡模型137
6.4.3随机Melnikov积分及其动力学特性138
6.4.4系统可能出现混沌的参数分析与仿真142
6.4.5小结144
6.5随机激励下简单电力系统的平稳响应与首次穿越144
6.5.1引言144
6.5.2电机模型的随机平均144
6.5.3系统的首次穿越146
6.5.4小结148
6.6有界噪声诱导简单互联电力系统混沌运动148
6.6.1引言148
6.6.2含有有界噪声简单互联的电力系统模型148
6.6.3确定性电力系统混沌运动分析149
6.6.4随机电力系统混沌运动分析151
6.6.5数值模拟152
6.6.6小结153
6.7随机噪声诱导单机无穷大母线电力系统混沌153
6.7.1引言153
6.7.2含有随机噪声单机无穷大母线电力系统数学模型154
6.7.3数值模拟155
6.7.4随机噪声诱导电力系统混沌的可能物理机制156
6.7.5小结159
6.8随机参数激励下单机无穷大母线电力系统动力学分析159
6.8.1引言159
6.8.2含有随机参数激励单机无穷大母线电力系统数学模型160
6.8.3Melnikov条件以及随机参数诱导混沌161
6.8.4数值模拟163
6.8.5小结165
6.9随机相位作用下电力系统动力学分析165
6.9.1引言165
6.9.2含有随机相位单机无穷大母线电力系统数学模型166
6.9.3随机相位诱导电力系统混沌的数值仿真166
6.9.4随机相位诱导电力系统混沌可能的物理机制168
6.9.5小结170
6.10本章小结170
参考文献170
第7章复杂电力网络的动力学模型构建、行为分析与控制176
7.1引言176
7.2复杂网络理论在电力网络中的应用研究现状176
7.2.1复杂电力网络模型的研究现状177
7.2.2电力网络结构脆弱性研究进展178
7.2.3复杂电网级联故障模型和机理研究进展179
7.3基于择优重新分配的复杂电网级联故障分析185
7.3.1概述185
7.3.2基于择优重新分配的电网级联故障模型185
7.3.3仿真分析187
7.3.4小结188
7.4噪声诱导复杂电力网络崩溃189
7.4.1概述189
7.4.2复杂电力网络模型189
7.4.3小结190
7.5基于环境的PMSM小世界网络混沌控制191
7.5.1基于环境的PMSM小世界网络混沌控制模型191
7.5.2基于环境的混沌控制器的设计192
7.5.3基于环境的PMSM小世界网络控制方法与特性194
7.5.4基于环境的PMSM小世界网络混沌控制数值仿真196
7.5.5小结197
参考文献198
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