(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111498691.9 (22)申请日 2021.12.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114254453 A (43)申请公布日 2022.03.29 (73)专利权人 中国船舶重 工集团公司第七一九 研究所 地址 430064 湖北省武汉市武昌区中山路 450号 (72)发明人 李俊益　朱东保　陈勇　李帅军　 李华峰　郁飞　韩灿峰　姚露　 (74)专利代理 机构 武汉智权专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42225 专利代理师 何伟 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06N 7/08(2006.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 17/16(2006.01) F03B 15/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 113485468 A,2021.10.08 CN 10989 9225 A,2019.0 6.18 CN 113653589 A,2021.1 1.16 CN 107476937 A,2017.12.15 CA 3010400 A1,2019.04.12 黄丽莲等.基于自适应滑模 控制的不同维分 数阶混沌系统的同步. 《物理学报》 .2013,(第08 期), 审查员 王妍 (54)发明名称 六维分数阶动力系统的混沌控制方法及装 置 (57)摘要 本发明公开了一种六维分数阶动力系统的 混沌控制方法及装置， 涉及水轮机控制技术领 域， 所述混沌控制方法包括： 步骤S10， 根据水轮 机动力系统数学模型建立水轮机动力系统的运 行参数的误差模型； 步骤S20， 根据水轮机动力系 统的误差模 型定义滑模面， 并根据水轮机动力系 统误差到达滑模面的条件确定误差控制器； 步骤 S30， 根据确定的误差控制器控制水轮机动力系 统， 使水轮机动力系统误差稳定在预设范围内。 本发明使得六维分数阶水轮机动力系统能到达 定义的滑模面， 始终在滑模面上平稳滑动， 且控 制过程中无明显的过冲或振荡， 受控后的六维分 数阶水轮机动力系统的误差稳定在预设范围内， 以消除水轮机动力系统中的混沌现象， 确保水轮 机组的稳定运行。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 114254453 B 2022.12.02 CN 114254453 B 1.一种六维分数阶动力系统的混沌控制方法， 其特 征在于， 所述混沌控制方法包括： 建立水轮机动力系统数 学模型： 其中， α 为(0 ‑1]之间的任意阶次， Dα为微分算子， x， r和p为中间变量， δ为水轮机的转子 角， ω为水轮机的转速， y为水轮机的接力器行程， Kd为微分控制参数； 建立水轮机动力系统的误差模型： 其中， 中间变量x的误差e1＝x2‑x1， x1、 x2分别为任意两时刻中间变量x的轨道位置； 中间变量r的误差e1＝r2‑r1， r1、 r2分别为任意两时刻中间变量r的轨道位置； 中间变量p的误差e3＝p2‑p1， p1、 p2分别为任意两时刻中间变量p的轨道位置； 水轮机的转子角 δ 的误差e4＝δ2‑δ1， δ1、 δ2分别为任意两时刻水轮机的转子角 δ 的轨道位 置； 水轮机转速ω的误差e5＝ω2‑ω1， ω1、 ω2分别为任意两时刻水轮机的转速ω的轨道位 置； 水轮机接力器行程y的误差e6＝y2‑y1， y1、 y2分别为任意两时刻水轮机接力器行程y的轨 道位置； 设计误差控制器u(t)＝[u1,u2,...u6]T， 其中： 根据水轮机动力系统的误差模型定义滑模面： 在水轮机动力系统 的误差模型中加入设计的误差控制器， 根据 水轮机动力系统误差到权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114254453 B 2达滑模面的条件： s(e)＝0， 得到中间函数w(t)； 其中， 中间函数w(t)是关于时间t的函数， 其 包括参数c1、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6以及k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6； 根据极点配置方法求解参数c1、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6以及k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6以确定误差控制 器； 根据确定的误差控制器控制水轮机动力系统， 使水轮机动力系统误差稳定在预设范围 内。 2.如权利要求1所述的六维分数阶动力系统的混沌控制方法， 其特征在于， 所述根据极 点配置方法求解参数c1、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6以及k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6以确定误差控制器的步骤， 包 括： 设定参数k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6的值使得 且pi的实部均不大于0， i＝1～6， 求 解参数c1、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6， 其中pi为加入设计的误差控制器的水轮机动力系统的误差模型 的参数矩阵特 征根。 3.如权利要求2所述的六维分数阶动力系统的混沌控制方法， 其特 征在于： 设定参数k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6均为1， 再求 解参数c1、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6。 4.一种六维分数阶动力系统的混沌控制装置， 其特 征在于， 所述混沌控制装置包括： 建模单元， 所述建模单元用于根据 水轮机动力系统数学模型建立水轮机动力系统 的运 行参数的误差模型， 所述 运行参数包括水轮机的转子角、 转速和接力器行程； 具体地， 建立水轮机动力系统数 学模型： 其中， α 为(0 ‑1]之间的任意阶次， Dα为微分算子， x， r和p为中间变量， δ为水轮机的转子 角， ω为水轮机的转速， y为水轮机的接力器行程， Kd为微分控制参数； 建立水轮机动力系统的误差模型： 其中， 中间变量x的误差e1＝x2‑x1， x1、 x2分别为任意两时刻中间变量x的轨道位置； 中间变量r的误差e1＝r2‑r1， r1、 r2分别为任意两时刻中间变量r的轨道位置； 中间变量p的误差e3＝p2‑p1， p1、 p2分别为任意两时刻中间变量p的轨道位置； 水轮机的转子角 δ 的误差e4＝δ2‑δ1， δ1、 δ2分别为任意两时刻水轮机的转子角 δ 的轨道位权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114254453 B 3