滞环电流模式控制uk变换器的非线性现象研究

根据滑模变结构系统的原理,对滞环电流模式控制?uk 变换器的运行状态进行了研究。推导出在切换面上的等效控制,并导出了切换面上滑模运动的状态方程,以此状态方程为基础,可由特征值法来判断平衡点的稳定性。由特征值的数值计算结果证明,当参考电流增加时平衡点的失稳过程是超临界霍普分叉过程,各电路参数对参考电流的分叉点有重要影响。此外,数值仿真和电路实验均表明,滞环电流模式控制 ?uk 变换器的动态行为十分复杂,除周期态和极限环外,还可能产生准周期和混沌状态。这研究方法还可以推广到其它滑模控制非线性系统的研究中去。     

SEPIC变换器的滑模控制及其稳定性分析

以SEPIC变换器两电感电流之和为控制量,对SEPIC变换器进行了滑模变结构控制设计,推导出了滑模面上的等效控制与运动状态方程,并对平衡点的稳定性进行了分析.数值计算和仿真结果表明,通过雅克比矩阵的特征值、分叉图、相轨迹图、庞加莱截面等可以判定:当参考电流不断增加,会导致平衡点失稳,产生超临界霍普分岔;分岔后变换器表现出丰富的动态行为,产生了单极限环、双极限环、准周期、混沌等非线性现象.     

电流型Cuk变换器稳定运行的参数域预测

研究了电流型Cuk变换器中各个分岔参数之间的关系，利用输入电压和开关周期对参数空间进行参数归一化的降维处理，建立参数空间降维后的DC-DC变换器的频闪映射模型，基于能量守恒原理得到电流控制型Cuk变换器稳定运行的参数域预测的解析表达式。以Cuk变换器为例，利用数值模拟和电路实验研究了Cuk变换器中出现的分岔和混沌现象。研究结果表明，占空比 是描述DC-DC变换器的一个本质量，它更能反映系统非线性动力学行为的本质特性。     

Buck-Boost变换器非线性行为分析与混沌控制研究

根据电流模式控制下的Buck-Boost变换器的工作原理,在其工作于电感电流连续模式下,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了状态方程模型,并通过调整参考电流大小仿真运行得出变换器在不同参数设置下由稳定状态进入倍周期分岔并最终导致混沌的非线性行为现象.为了消除所产生的混沌状态,提出采用传统PID控制及立方差反馈控制策略两种方式,仿真结果表明前者可将电感电流与输出电压控制在常数值上,后者可将其控制在不同周期态上,变换器的混沌现象都能得到有效抑制.     

电流模式控制Buck变换器分叉序列的研究

混沌是非线性系统中的普遍现象.DC-DC开关功率变换器是一类在现实中大量应用的强非线性系统.其中必然也存在着各种混沌与分叉现象.为了揭示DC-DC开关功率变换器运行状态失稳过程中的规律,本文研究了电流模式控制的Buck变换器分叉序列.首先,对基于电流模式控制的Buck变换器的状态方程,利用龙格-库塔(Runge-Kutta)算法进行仿真,取每个时钟脉冲时刻的电路状态变量构成庞加莱截面.画出在参考电流变化方向上的分叉图;然后,利用离散映射迭代法推导出电流模式控制的Buck变换器分叉序列中各分叉点的值;最后,通过理论推导出的值与仿真结果对比,发现二者比较吻合.     

控制电容参数对DCVM Cuk PFC稳定性的影响

对控制电容参数的改变导致不连续电容电压模式Cuk功率因数校正变换器存在的慢尺度分岔现象进行了研究。基于谐波平衡法和Floquet理论对系统进行分析,研究结果表明:减小控制电容,系统由稳定发生倍周期分岔继而进入混沌,在分岔过程中系统模态没有改变,这与主电路电容引起混沌时电路存在多种模态无规律切换显著不同。并给出了输入电压和负载分别变化时,控制电容的临界稳定值。最后,通过电路实验验证了理论分析的正确性。     

V2控制Cuk变换器建模与瞬态性能分析

将具有快速瞬态响应的V 2控制技术应用于Cuk变换器,分析了V 2控制Cuk变换器工作于电感电流连续导电模式(CCM)的原理.利用时间平均等效建模方法,推导包含输出电容等效串联电阻(ESR)的CCM Cuk变换器主电路传递函数.在此基础上,建立V 2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的精确小信号模型,详细推导控制-输出传递函数及输出阻抗,并从频域角度对比分析V 2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的瞬态特性.建立V 2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的时域仿真模型和实验电路,通过仿真和实验对比分析两种变换器的稳态和瞬态性能.研究结果表明:V 2控制与峰值电流控制CCM Cuk变换器具有相同的稳态性能;相比于峰值电流控制,V 2控制CCM Cuk变换器具有更快的负载响应速度.     

并联电流模式Boost变换器分叉序列分析与研究

本文研究了并联电流模式控制的Boost变换器分叉序列.首先,对基于电流模式控制的Boost变换器的状态方程,利用龙格一库塔(Runge-Kutta)算法进行仿真,取每个时钟脉冲时刻的电路状态变量构成庞加莱截面,画出在参考电流变化方向上的分叉图.然后,利用离散映射迭代法推导出并联电流模式控制的Boost变换器分叉序列中各分叉点的值.最后,通过理论推导出的值与仿真结果的对比,发现二者比较吻合,从而给出变换器稳定设计的理论依据.     

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。     

一种基于积分重构的开关变换器滑模控制方法

分析了常见的滑模控制方案的特点及其在实际应用于DC/DC开关变换器中存在的问题, 提出了将基于积分重构与滑模控制相结合的控制方案用于连续导电模式下的Buck开关变换器的输出电压稳定控制, 构建了相应的滑模面和控制规律。该方法只需要反馈输出电压和开关位置作为控制输入量, 省略测量电感电流, 具有降低成本和方便电路实现的优点。同时给出了采用基于积分重构的滑模控制方案建立的滑模切换面上的滑模存在区域和在相平面上该切换面的吸引区域, 并通过基于平衡点附近的小信号线性化进行稳定性分析, 得到系统局部渐近稳定的充分条件。仿真结果给出了启动和负载变化时的输出电压和电感电流的波形, 表明此方法具有良好的启动性能和动态特性以及对负载大幅度突然变化具有稳定鲁棒性等特点。