交错并联开关电感Boost变换器的失稳分析与控制

为提高输出电压增益，减小开关管电压应力，将开关电感结构代替传统电感嵌入到交错并联Boost变换器中。利用频闪映射法得到交错并联开关电感Boost变换器在峰值电流控制下的离散数学模型，并通过分岔图、相轨图、Jacobian矩阵特征值研究其失稳机理，结合参数共振微扰与电荷控制的优点，设计了补偿方案对失稳系统进行混沌控制。研究结果表明，开关电感的嵌入有效拓宽了交错并联Boost变换器的稳定范围，并通过补偿方案使得混沌系统重回周期-1稳态，提高了变换器的工作性能和稳定性。     

并联Buck变换器中的混沌研究

开关式DC/DC变换器是一个强的非线性控制系统,变换器满足一定条件时,就会产生各种类型的分叉和混沌.该文采用基于主从控制的并联Buck变换器为研究对象,详细推导了并联Buck变换器的动力学方程,通过仿真得到了在一定范围内改变参数时引起的分叉和混沌现象.并且借鉴非线性动力学中的Jacobian矩阵法对系统不动点的稳定性进行了分析,通过其特征值轨迹形象说明了分叉出现的原因.     

Boost变换器中的斜坡补偿法扩展及其性能评估

DC/DC开关变换器是一类强非线性控制系统,其中的混沌现象及混沌控制的研究是近年来电力电子领域中的一个研究热点.本文针对峰值电流模式控制Boost变换器的动力学模型,详细分析了斜坡补偿法控制混沌的原理,并将其扩展为多个周期信号的补偿方法,同时提出了混沌控制的综合评价标准,以对各种补偿信号的控制结果进行综合评估.评估结果表明:三角波补偿是一种较好的混沌控制手段,且理论分析可以给出有效控制的最优相移和幅度的预计,从而为变换器的稳定设计提供了理论指导,另外相关研究也给出了一般非线性系统中混沌控制的评估方案和思路.     

基于参数扰动的混沌控制方案在Buck-Boost变换器中的应用研究

分布式直流微电网中,直流母线与大电网的接口变换器通常选择具有升、降压功能的DC-DC变换器,如Buck-Boost变换器,来提升或降低光伏阵列或其他储能单元的输出电压,使之与直流母线电压匹配。Buck-Boost变换器作为一个强非线性系统,在输入电压、参考电流等电路参数变化时容易产生分叉、混沌等非预期情况,使变换器性能变差甚至不能正常运行。基于峰值电流控制型Buck-Boost变换器的频闪映射模型,分析了变换器的非线性动力学现象。基于参数扰动的混沌控制原理,设计了一种适用于峰值电流控制型BuckBoost变换器的混沌控制方法 ,该方法可使进入混沌状态的变换器重新回到周期态,并使变换器的稳态性能、输出纹波等得到显著改善。     

Boost变换器的混沌现象与同步仿真研究

分析了单个Boost变换器的基本工作原理,并对其混沌行为进行了仿真研究.通过电流功率谱,说明了工作在混沌状态下的Boost变换器电磁干扰水平较低的原因.同时由于多个工作在混沌状态下变换器并联运行时需要进行同步均流,故进一步研究了两个独立Boost变换器的混沌同步技术.并提出了在系统参数相同、初值不同条件下两个独立Boost变换器的全状态混沌同步技术.通过仿真模型建立、程序设计,结果分析,模型修改进而提出了状态跟随同步的思想.同时进一步对状态跟随同步技术进行了仿真研究,较好地实现了两个变换器的混沌同步.为下一步研究并联条件下,变换器的同步均流问题奠定了同步理论与仿真基础.     

一种电流模式Buck-Boost变换器的混沌与反混沌混合控制方法*

由于混沌系统具有内在随机性的特征,其状态变量之间的关联性有时很弱,甚至不相关,因而难以对系统实施有效控制。本文基于状态关联和参数扰动的思想提出了一种Buck-Boost变换器混沌与反混沌混合控制方法。该方法首先定义一个调整系数来表征状态变量之间的耦合强度,通过调节该系数达到控制其耦合强度的目的,并建立系统的数学模型。然后利用系统的微分项来表征参数扰动项,对系统施加一定范围的参数扰动。最后根据控制目标,通过改变调整系数实现对系统的混沌与反混沌控制。基于单值矩阵理论和Simulink仿真平台验证了方法的有效性。该方法仅需调整一个外部参数,即可将任意状态下的电流型Buck-Boost变换器控制到周期1、2轨道及混沌态。     

基于移相全桥的两级式交错并联DC/DC拓扑研究

针对电动汽车的快速、安全、高效充电等热点问题,提出了并联型DC/DC全桥与降压型变换器拓扑相结合的控制策略,利用移相全桥控制技术和交错并联控制技术,实现高频磁隔离功能,提高电流控制性能,提升整个系统效率.详细介绍了两级式DC/DC变换器的拓扑结构和工作原理,前级移相全桥电路通过移相控制实现软开关功能,并降低开关损耗,而后级降压电路可以实现闭环控制,输出固定电压.由此表明交错并联技术能够使输出电流纹波得到有效抑制,从而输出更高功率.本系统基于TMS28335进行软件设计,研制出一台最大输入电压为700 V,输出电压为250～550V的5 kW变换器,验证了所提出控制策略的可行性.     

混沌状态下Boost变换器参数误差的影响与控制

探讨了混沌状态下变换器对电路参数误差的敏感性,同时对两个具有细小电路误差的变换器进行了混沌同步控制。通过仿真实验,得出了运行在混沌状态下的Boost变换器对电路参数的细小变化极为敏感。因此,在研究混沌状态下Boost变换器的并联运行时,必须针对此敏感特性进行控制。提出了使用混沌同步的方法来抑制混沌状态下Boost变换器的敏感性影响,并设计了具体的控制策略。通过仿真实验,证明了该控制方法能有效抑制Boost变换器的敏感性影响。最后给出了研究结论。     

Boost变换器的非线性行为分析与控制的实验研究

建立了闭环控制峰值电流模式的Boost变换器在CCM模式下的离散数学模型,基于此模型进一步分析了Boost变换器系统的稳定性和混沌特性,通过仿真和具体实验验证了该离散模型的正确性,描述了该变换器分叉和混沌现象的动态演化过程,同时应用无源反馈的控制方法实现了变换器的混沌控制     

基于时延反馈的Boost变换器混沌化控制

时延反馈是一种混沌或混沌化控制的有效方法,本文建立了电流模式控制DC-DC Boost变换器输出电压时延反馈混沌化模型,以非线性微分方程时延反馈混沌化理论为基础,研究了控制策略中不同控制参数对变换器混沌化的影响,并给出了控制参数的选择依据.时延反馈混沌化方法控制范围宽,结构简单且设计过程系统性强.同时,验证了变换器系统的混沌化对EMI的有效抑制,为相关混沌研究的工程应用提供了实现思路.     

应用于超级电容储能系统的双向DC/DC变换器混沌控制方法研究

超级电容储能系统(SCESS)主要通过对双向DC/DC变换器进行控制来快速平抑直流母线电压的波动。为了抑制控制过程中所产生的一些分岔和混沌现象,提出了一种应用于SCESS的混沌控制方法。分析了该方法的控制原理,并根据非线性动力学理论建立了双向DC/DC变换器的离散迭代模型;然后设计了一种能够自动调节补偿斜率的混沌控制信号;最后对该信号作用下的异步切换函数和同步切换映射式进行了数值求解,从而绘出系统分叉图。通过仿真和试验证明,该方法能够有效抑制SCESS的分岔和混沌现象,提高了系统的稳定工作范围和动态响应速度。     

Rossler系统的混沌控制

根据Rossler系统的动力学方程,数值仿真了系统随自身参数变化的全局分岔图,分析了参数变化引起系统动力学行为的变化。针对系统混沌状态,分别用自适应控制法和控制法两种方法对系统进行控制,仿真结果显示:两种控制法均能将系统控制在稳定的周期轨道。对比了两种控制法对系统控制的结果,在自适应控制中,随着控制参数逐步减小,系统由单周期运动经倍化分岔为双周期运动,再经倍化分岔序列最终通向混沌,动力学行为规则,对应控制参数选择区域连续;在控制中,系统由混沌状态转变为三周期运动,随着控制参数逐步增大,周期运动发生倍化分岔,再经倍化分岔序列通向混沌,系统动力学行为丰富,对应控制参数选择区域范围明确。为Rossler系统的动力学行为研究和混沌控制提供了理论支持,为Rossler系统在工程领域的应用及控制提供了参数选择区域,为其它系统的混沌控制及动力学行为研究提供了经验和方法。     

考虑励磁顶值与PSS的混沌和分岔现象

电力系统中的混沌对传统的稳定分析和安全控制而言,是一个巨大的挑战。文中研究了发电机励磁顶值和PSS回路对电力系统的振荡失稳和混沌现象的影响。研究表明,当计及励磁顶值极限时,或在PSS参数配置合理情况下,可能导致系统Hopf分岔(HB)现象不出现或HB点与鞍--节分岔(SNB)点十分接近。由于在小扰动稳定框架下,HB出现是混沌产生的前提,HB不能出现时,混沌现象也将消失。合理配置PSS参数,可为系统提供正阻尼,从而能够显著抑制HB及混沌现象的产生。文中的研究也是作为找到有效抑制电力系统振荡失稳和混沌现象措施的一种有益尝试。     

行波超声波电动机混沌建模与分析

作为一个复杂的非线性动力学系统,在一定的参数范围和外部输入条件下,行波超声波电动机系统存在复杂的混沌运动,但至今未见相关研究。在建立行波超声波电动机非线性混沌分析模型基础上,分析行波超声波电动机转速控制系统的Lyapunov指数谱、分岔图及电压相对于转速的轨迹图等非线性运行特性,为超声波电动机的混沌控制及反控制研究奠定了基础。     

电力系统分岔与混沌研究综述

简单介绍了分岔、混沌的基本概念以及电力系统发生的分岔现象,总结了电力系统非线性振荡、次同步谐振、电压失稳和崩溃的机理;电力系统通往混沌的途径以及抑止、延迟电力系统分岔、混沌现象发生以提高电力系统稳定性的方法;混沌理论在电力系统短期负荷预测中的应用.指出了揭示多机电力系统分岔、混沌现象,各种分岔点的快速搜寻方法,电力系统FACTS控制策略,电力系统分岔、混沌控制方法,利用混沌理论对短期负荷进行快速、准确预测是电力系统分岔、混沌研究的发展趋势.     

Josephson结电路系统的混沌控制

本文在考虑隧道效应的前提下,分析了含Josephson结电路系统的复杂非线性动力学,建立了系统的非线性动力学方程。根据系统的相图、分叉图及Lyapunov指数图分析了系统由周期运动进入混沌运动的过程。利用外加耦合控制器和利用非线性状态反馈反馈法两种方法实NT系统混沌运动的周期控制,得到了受控系统的周期运动相图及混沌控制控制参数变化时的分叉图。并讨论了这两种控制方法的特点。     

BUCK DC/DC变换器分岔和混沌的精确离散模型及实验研究

用数学模型精确地描述以及用实验验证DC／DC变换器的分岔和混沌现象一直具有较大的难度，从而导致以往理论研究结果的真实性受到质疑。为此该文以Buck DC／DC变换器为具体研究对象，提出其分岔和混沌分析精确离散建模方法，建立了它的精确离散数学模型。基于此模型进一步分析Buck DC／DC变换器分岔稳定性和混沌特性，改进了现有近似的模型的研究结果。同时文中还进行了丰富的实验研究，证实了该文精确数学模型的正确性，并实际展现了Buck DC／DC变换器从分岔至混沌演化的全过程。该文的研究方法也为其它DC／DC变换器的分岔和混沌现象提供了理论和实验基础，具有一般性意义。     

单相SPWM逆变器的分岔及混沌现象分析

以基本单相正弦脉宽调制(SPWM)逆变器为研究对象,采用迭代法建立一阶离散模型,应用频闪映射图、折叠图和分岔图,详细描述了系统出现的分岔和混沌现象,借助仿真给出了系统的稳定运行参数域,从时域及频域分析了分岔和混沌行为对系统性能的影响.本文的研究结果将混沌研究从DC/DC变换器推广到DC/AC变换器,为深入研究电力电子变换器的非线性行为打下了基础.     

基于频闪映射的Boost PFC变换器中的间歇性分岔和混沌现象分析

该文推导出了一组频闪映射方程来精确描述峰值电流控制型Boost PFC变换器的非线性动力学特性。数值模拟发现了系统电流在输入电压周期内会出现间歇性分岔和混沌现象，并对这种间歇性分岔和混沌的周期性进行了分析。通过对系统占空比的详细研究，发现系统并没有经过倍周期分岔的充分发展到达混沌，而是在倍周期分岔的过程中，发生边界碰撞分岔后以非光滑的方式直接进入混沌的。最后，给出了在输入电压幅值、参考电压和负载变化下系统的稳定域。这些结果对实际电路的设计具有重要的参考价值。