单相逆变器中非线性动力学行为及混沌控制的研究
发布时间：2021-07-19 20:16
单相逆变器能将直流电转换为交流电,在能源发电、交通运输和家用电器等领域中有着重要的应用,由于使用了具有快速切换功能的开关器件,因而属于典型的非线性系统,存在次谐波振荡、分岔与混沌等非线性现象,严重影响系统的稳定性能。本文以单相逆变器为研究对象,对其产生的非线性动力学行为进行了深入研究,以提高逆变器系统的工作稳定性、转换效率和响应速度等性能。本文的主要研究内容包括:（1）以正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）H桥逆变器为例,运用频闪映射理论建立了系统的离散模型;利用分岔图、Lyapunov指数谱、功率谱图、折叠图、时域图、频闪图和Jacobian矩阵法,研究了比例系数k和开关频率Sf对系统稳定性能的影响;通过数值计算绘制出系统稳定运行参数域,为SPWM-H桥逆变器的参数优化提供参考依据。（2）依据PI调节下H桥逆变器的工作过程,建立了该逆变器的离散模型;运用分岔图分析了系统工作状态随系统参数变化的演变过程;通过折叠图验证了系统稳定运行参数域,为PI调节下H桥逆变器的正确建模和稳定设计提供借鉴。（3）分析了谷值电...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题研究现状
1.2.1 电力电子变换器中非线性行为研究现状
1.2.2 电力电子变换器中非线性行为控制研究现状
1.3 主要研究内容及结构安排
1.4 本章小结
2 分岔与混沌理论基础概述
2.1 分岔理论基础
2.1.1 分岔理论研究起源
2.1.2 分岔的定义
2.1.3 分岔的分类
2.2 混沌理论基础
2.2.1 混沌理论发展史
2.2.2 混沌的定义
2.2.3 混沌的特征
2.2.4 走向混沌的途径
2.3 分岔与混沌的研究方法
2.3.1 稳定性分析方法
2.3.2 数值仿真方法
2.4 本章小结
3 SPWM-H桥逆变器的非线性动力学行为研究
3.1 工作原理及离散模型的建立
3.2 分岔与混沌现象的研究
3.2.1 随比例参数变化的非线性分析
3.2.2 随开关频率变化的非线性分析
3.2.3 外部参数变化对系统稳定性能的影响
3.3 基于离散模型的稳定性分析
3.4 稳定运行参数域的分析
3.5 本章小结
4 PI调节下H桥逆变器的非线性动力学行为研究
4.1 工作原理及离散模型的建立
4.2 数值仿真结果分析
4.2.1 分岔图分析
4.2.2 折叠图分析
4.3 其他参数变化对系统稳定性能的影响
4.4 本章小结
5 谷值电流控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究
5.1 工作原理及离散模型的建立
5.2 数值仿真结果分析
5.2.1 分岔图分析
5.2.2 Lyapunov指数谱分析
5.2.3 频闪图分析
5.2.4 折叠图分析
5.3 不同输入电压对系统稳定性能的影响
5.4 基于离散模型的稳定性分析
5.5 本章小结
6 滑模控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究
6.1 工作原理及离散模型的建立
6.2 非线性动力学行为的研究
6.2.1 随控制参数α变化的非线性分析
6.2.2 随控制参数k变化的非线性分析
6.3 基于快变稳定性定理的稳定性分析
6.4 外部参数变化对系统稳定性能的影响
6.5 本章小结
7 逆变器的混沌控制研究
7.1 时延反馈法混沌控制
7.1.1 时延反馈法的具体实现
7.1.2 时延反馈混沌控制数值仿真分析
7.2 扩展时延反馈法混沌控制
7.2.1 扩展时延反馈法的具体实现
7.2.2 扩展时延反馈混沌控制数值仿真分析
7.3 Washout滤波器法混沌控制
7.3.1 Washout滤波器法的具体实现
7.3.2 Washout滤波器混沌控制数值仿真分析
7.4 本章小结
8 总结与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[2]电流模式Buck-Boost变换器的混沌控制[J]. 吴智,张小平. 电力系统及其自动化学报. 2018(08)
[3]探讨先进电力电子技术在智能电网中的应用[J]. 严朝旭. 科技经济导刊. 2018(19)
[4]准PR调节下三相并网逆变器的分岔现象分析[J]. 陶彩霞,陈庆花,田莉,任亚博,祁小艳. 电力系统保护与控制. 2018(12)
[5]数字控制H桥逆变器的非线性行为[J]. 陶慧,郑征. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]级联H桥整流器控制策略[J]. 郑征,王莹秋. 武汉大学学报(工学版). 2018(02)
[7]电压型Boost变换器的混沌分岔现象及其控制[J]. 吕锋,彭一,赵亮宇,郑连清. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
[8]交通能源互联网体系架构及关键技术[J]. 胡海涛,郑政,何正友,魏波,王科,杨孝伟,魏文婧. 中国电机工程学报. 2018(01)
[9]电流控制型Boost变换器的一种新混沌控制策略[J]. 贾美美. 控制工程. 2017(11)
[10]准PR调节下单相全桥逆变器的非线性现象研究[J]. 陈庆花,陶彩霞,田莉. 电气传动. 2017(11)
博士论文
[1]DC-DC变换器中混沌及分岔的控制[D]. 贾美美.天津大学 2014
[2]电力电子电路中复杂行为分析及其控制研究[D]. 江伟.安徽大学 2011
[3]电力系统混沌动力学行为分析与控制研究[D]. 刘美菊.沈阳农业大学 2009
硕士论文
[1]光伏系统并网逆变器混沌现象及控制策略研究[D]. 周馨宇.长春工业大学 2017
[2]电力系统的混沌运动分析及控制方法研究[D]. 钟瑞.东北大学 2014
[3]单相全桥逆变器分岔与混沌现象研究[D]. 龙崦平.重庆大学 2013
[4]基于washout滤波器的非线性系统控制及电路分析[D]. 杨留猛.兰州交通大学 2013
[5]PWM型DC-DC变换器混沌现象及混沌控制研究[D]. 贾美美.东北大学 2010
本文编号：3291356
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题研究现状
1.2.1 电力电子变换器中非线性行为研究现状
1.2.2 电力电子变换器中非线性行为控制研究现状
1.3 主要研究内容及结构安排
1.4 本章小结
2 分岔与混沌理论基础概述
2.1 分岔理论基础
2.1.1 分岔理论研究起源
2.1.2 分岔的定义
2.1.3 分岔的分类
2.2 混沌理论基础
2.2.1 混沌理论发展史
2.2.2 混沌的定义
2.2.3 混沌的特征
2.2.4 走向混沌的途径
2.3 分岔与混沌的研究方法
2.3.1 稳定性分析方法
2.3.2 数值仿真方法
2.4 本章小结
3 SPWM-H桥逆变器的非线性动力学行为研究
3.1 工作原理及离散模型的建立
3.2 分岔与混沌现象的研究
3.2.1 随比例参数变化的非线性分析
3.2.2 随开关频率变化的非线性分析
3.2.3 外部参数变化对系统稳定性能的影响
3.3 基于离散模型的稳定性分析
3.4 稳定运行参数域的分析
3.5 本章小结
4 PI调节下H桥逆变器的非线性动力学行为研究
4.1 工作原理及离散模型的建立
4.2 数值仿真结果分析
4.2.1 分岔图分析
4.2.2 折叠图分析
4.3 其他参数变化对系统稳定性能的影响
4.4 本章小结
5 谷值电流控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究
5.1 工作原理及离散模型的建立
5.2 数值仿真结果分析
5.2.1 分岔图分析
5.2.2 Lyapunov指数谱分析
5.2.3 频闪图分析
5.2.4 折叠图分析
5.3 不同输入电压对系统稳定性能的影响
5.4 基于离散模型的稳定性分析
5.5 本章小结
6 滑模控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究
6.1 工作原理及离散模型的建立
6.2 非线性动力学行为的研究
6.2.1 随控制参数α变化的非线性分析
6.2.2 随控制参数k变化的非线性分析
6.3 基于快变稳定性定理的稳定性分析
6.4 外部参数变化对系统稳定性能的影响
6.5 本章小结
7 逆变器的混沌控制研究
7.1 时延反馈法混沌控制
7.1.1 时延反馈法的具体实现
7.1.2 时延反馈混沌控制数值仿真分析
7.2 扩展时延反馈法混沌控制
7.2.1 扩展时延反馈法的具体实现
7.2.2 扩展时延反馈混沌控制数值仿真分析
7.3 Washout滤波器法混沌控制
7.3.1 Washout滤波器法的具体实现
7.3.2 Washout滤波器混沌控制数值仿真分析
7.4 本章小结
8 总结与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[2]电流模式Buck-Boost变换器的混沌控制[J]. 吴智,张小平. 电力系统及其自动化学报. 2018(08)
[3]探讨先进电力电子技术在智能电网中的应用[J]. 严朝旭. 科技经济导刊. 2018(19)
[4]准PR调节下三相并网逆变器的分岔现象分析[J]. 陶彩霞,陈庆花,田莉,任亚博,祁小艳. 电力系统保护与控制. 2018(12)
[5]数字控制H桥逆变器的非线性行为[J]. 陶慧,郑征. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]级联H桥整流器控制策略[J]. 郑征,王莹秋. 武汉大学学报(工学版). 2018(02)
[7]电压型Boost变换器的混沌分岔现象及其控制[J]. 吕锋,彭一,赵亮宇,郑连清. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
[8]交通能源互联网体系架构及关键技术[J]. 胡海涛,郑政,何正友,魏波,王科,杨孝伟,魏文婧. 中国电机工程学报. 2018(01)
[9]电流控制型Boost变换器的一种新混沌控制策略[J]. 贾美美. 控制工程. 2017(11)
[10]准PR调节下单相全桥逆变器的非线性现象研究[J]. 陈庆花,陶彩霞,田莉. 电气传动. 2017(11)
博士论文
[1]DC-DC变换器中混沌及分岔的控制[D]. 贾美美.天津大学 2014
[2]电力电子电路中复杂行为分析及其控制研究[D]. 江伟.安徽大学 2011
[3]电力系统混沌动力学行为分析与控制研究[D]. 刘美菊.沈阳农业大学 2009
硕士论文
[1]光伏系统并网逆变器混沌现象及控制策略研究[D]. 周馨宇.长春工业大学 2017
[2]电力系统的混沌运动分析及控制方法研究[D]. 钟瑞.东北大学 2014
[3]单相全桥逆变器分岔与混沌现象研究[D]. 龙崦平.重庆大学 2013
[4]基于washout滤波器的非线性系统控制及电路分析[D]. 杨留猛.兰州交通大学 2013
[5]PWM型DC-DC变换器混沌现象及混沌控制研究[D]. 贾美美.东北大学 2010
本文编号：3291356
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