Boost变换器的频闪映射模型及其非线性行为分析和控制

发布时间：2017-08-20 16:39

  本文关键词：Boost变换器的频闪映射模型及其非线性行为分析和控制

  更多相关文章： Boost变换器 分岔与混沌 频闪映射离散模型 混沌控制

【摘要】：电力电子系统作为一类强开关非线性系统,存在着丰富的分岔与混沌等非线性行为,这严重影响到系统的安全和稳定,因此对其存在的混沌现象进行研究与控制有着重要的现实意义。各类功率变换器是电力电子系统的核心,它的稳定性直接决定着系统的整体性能。本文以Boost变换器为研究对象,采用频闪映射离散模型,对其存在的非线性行为进行深入分析,并在此基础上对Boost变换器进行混沌控制与反控制。论文主要研究内容如下:(1)结合目前存在的构建离散模型方法,提出了构建功率变换器离散模型的通用步骤,建立了电流模式和电压模式Boost变换器CCM和DCM下的频闪映射离散模型。建模过程中在前人的基础上做了一定的改进:1)将一般时域中的计算引入到频域中,大大简化了计算量;2)为传统的频闪映射模型加入约束条件,从而解决传统频闪映射模型不能正确反映可能出现的跳跃周期的问题。(2)针对Boost变换器的混沌现象进行了较为深入的研究。主要研究了电流模式Boost变换器的CCM模态和电压模式Boost变换器的DCM模态下的非线性行为。由理论分析确定了系统不同参数下的稳定域,通过精确分段光滑模型与频闪映射离散模型进行仿真验证,并详细展示了分岔点附近系统状态的变化,对变换器通向混沌的道路进行了深刻的揭示。(3)对电流模式Boost变换器的CCM模态下的混沌现象进行了控制,并且提出了混沌反控制。利用改进的参数共振微扰法来控制电流模式Boost变换器,最大限度地减少了扰动信号对系统的影响。同时,把参数共振微扰引入到混沌反控制中,将系统由稳态快速的引导至混沌态中,并通过Simulink仿真,确认了方法的有效性。
【关键词】：Boost变换器 分岔与混沌 频闪映射离散模型 混沌控制
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 混沌学发展简史9-10
• 1.2 课题研究背景与现状10-11
• 1.3 混沌理论在电力电子装置中的应用11
• 1.4 研究内容与结构安排11-15
• 第二章 混沌与分岔理论15-23
• 2.1 分岔理论的基本概念15-16
• 2.2 混沌理论及走向混沌的道路16-18
• 2.2.1 混沌理论的基本概念16-17
• 2.2.2 走向混沌的道路17-18
• 2.3 功率变换器中研究分岔与混沌的具体方法18-20
• 2.4 本章小结20-23
• 第三章 Boost变换器的频闪映射离散模型23-39
• 3.1 功率变换器通用离散模型的构建23-26
• 3.1.1 功率变换器离散模型构建的原理23-25
• 3.1.2 离散模型构建中的核心问题处理25-26
• 3.2 电流模式Boost变换器的频闪映射离散模型26-33
• 3.2.1 电流模式Boost变换器CCM下的离散模型27-32
• 3.2.2 电流模式Boost变换器DCM下的离散模型32-33
• 3.3 电压模式Boost变换器的频闪映射离散模型33-37
• 3.3.1 电压模式Boost变换器CCM下的离散模型34-35
• 3.3.2 电压模式Boost变换器DCM下的离散模型35-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 基于频闪映射模型的Boost变换器的混沌现象分析39-55
• 4.1 电流模式BOOST变换器混沌现象分析39-46
• 4.1.1 单参数分析39-40
• 4.1.2 双参数分析40-42
• 4.1.3 仿真验证42-46
• 4.2 电压模式Boost变换器混沌现象分析46-53
• 4.2.1 基于离散模型的稳定性分析46-48
• 4.2.2 基于离散模型的数值分析48-50
• 4.2.3 仿真验证50-51
• 4.2.4 临界失稳附近的分岔现象51-53
• 4.3 本章小结53-55
• 第五章 基于频闪映射模型的Boost变换器的混沌控制55-67
• 5.1 功率变换器的混沌控制方法55
• 5.2 Boost变换器的参数共振微扰法控制55-61
• 5.2.1 传统的参数共振微扰法55-56
• 5.2.2 改进的参数共振微扰法56-57
• 5.2.3 仿真验证57-61
• 5.3 Boost变换器的参数共振微扰法混沌反控制61-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 本文研究工作总结67
• 6.2 后续工作展望67-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文77-78

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本文编号：707761