Buck变换器的分数阶仿真模型与混沌分析

基于电感和电容本质上是分数阶的事实,基于分数阶微积分理论结合改进的Oustaloup分数阶微积分滤波器近似算法,在Matlab/Simulink下建立了电流连续模式下的电压控制型Buck变换器的分数阶数学仿真模型和对应的电路仿真模型,通过仿真验证了该模型的正确性。基于建立的分数阶数学仿真模型研究了很少有文献研究的以参考电压和比例放大系数作为混沌控制变量的Buck变换器的混沌行为,得到了分别以参考电压、比例放大系数为变量的Buck变换器的V-I混沌相图。此模型可以对电压控制型Buck变换器的所有能导致混沌行为的7种情况进行仿真分析,利用此模型仿真分析了Buck变换器的阶数对系统动态响应过程的影响。该模型的建立方法也适用于其他DC/DC变换器的分数阶模型的建立。     

电压模式 Buck变换器典型工作状态分析

电压控制型Buck变换器是典型的非线性电路系统。根据DC-DC Buck变换器的工作特性,建立了研究其非线性现象的仿真模型,分析了Buck变换器的分岔稳定性和混沌化特性,揭示了以输入电压和电感作为分叉参数的混沌现象及系统输出特性;从时域角度分析参考电压波形与输出电压波形交点的变化对变换器工作状态的影响,在相图中得到系统由稳定到混沌的演化过程,并验证了该模型的合理性和可行性。该研究方法也为其他模式DC-DC变换器的分岔与混沌现象提供理论和实验基础。     

峰值电压反馈Superbuck变换器中分岔与混沌的实验研究

该文针对太阳能光伏发电系统中一种重要的拓扑结构 Superbuck 变换器进行非线性动力学研究。根据变换器的状态方程,采用频闪映射方法得到变换器的离散映射模型,然后以参考电压为分岔参数得到电感电流的分岔图。最后通过建立实验电路来研究变换器的非线性动力学行为,验证系统从稳定到倍周期分岔直至混沌态的演化过程,同时通过分析电感电流的功率谱图,证明应用混沌技术可以有效地降低系统的电磁干扰(EMI)。     

快时标意义下平均电流控制的Boost PFC分析与仿真

利用仿真软件Matlab/Simulink对工作于电流连续模式下的电压控制型boost变换器建立了仿真模型并对其非线性现象进行研究。根据其结构、电路参数及不同的工作条件,该模型分别从时域与相图的角度分析了boost变换器中的分岔与混沌现象。通过计算机仿真,以电解电容和升压电感作为分岔参数,观察其混沌现象及系统输出特性,在电流离散迭代映射图中观察到了系统由稳定到混沌的演化过程。所有仿真结果均与以往的理论分析相符,从而验证了该模型的合理性和可行性。     

并联Boost变换器的非线性及其控制技术研究

文中在理论和实验上研究了并联峰值电流控制Boost变换器的非线性现象[1],变换器没有电压控制回路,只关注其在电流控制模式下的分岔与混沌现象。研究并联Boost变换器在参考电流和输入电压一定时,且电感电流工作在连续模式下可能产生的分岔与混沌现象。为了消除并联Boost变换器出现的混沌现象,文中提出了一种斜坡补偿控制策略,通过验证新策略具有较好的抑制混沌效果和鲁棒性。     

降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究

针对DC/DC开关变换器存在的非线性混沌现象,利用时间离散映射方法,导出了DC/DC Buck变换器的精确离散模型,研究DC/DC Buck变换器分叉和混沌现象动态演化过程。分析DC/DC Buck变换器的稳定性,最后通过仿真验证了系统的分叉和混沌行为。研究结果表明要使DC/DC Buck变换器工作于稳定状态,可以利用控制电压反馈系数的方法预防和消除分叉及混沌现象的发生。     

基于UC3854A控制的PFC中分岔现象仿真研究

为深入了解基于UC3854A控制的PFC变换器中的动力学特性,研究系统参数变化对变换器中分岔现象的影响,在建立 Boost PFC 变换器双闭环数学模型的基础上,用Matlab软件对变换器中慢时标分岔及混沌等不稳定现象进行了仿真.在对PFC变换器中慢时标分岔现象仿真的基础上,分析了系统参数变化对分岔点的影响,并进行了仿真验证.仿真结果清晰地显示了输入整流电压的幅值变化对系统分岔点的影响.     

电流控制模式Boost电路分岔的数值分析

研究了电流模式下Boost DC/DC变换器,以电感电流作为分岔参数的分岔混沌现象,通过数值计算得出不同电容值下的分岔图,从而验证了理论分析的可靠性。     

基于分数阶Buck-Boost变换器建模与分析

对Buck-Boost变换器应用相关分数阶微积分理论建立基于电感电流连续模式下分数阶数学模型,然后理论分析建立起来的分数阶数学模型.基于改进的分数阶微积分Oustaloup滤波器算法,建立电感电流连续模式下Buck-Boost变换器Matlab/Simulink分数阶仿真模型.最后,分数阶仿真结果与整数阶的结果进行分析比较,验证分数阶数学模型与理论分析的正确性.     

PWM型降压式DC-DC变换器中分岔与混沌的研究

对连续工作模式下的PWM型Buck变换器进行了研究。通过仿真和实验，证实了DC-DC变换器是一个强非线性系统，随着输入电压Vi的变化，会出现倍周期分岔和混沌现象。     

AVP控制下的并联Buck变换器的非线性研究

混沌和分岔行为是确定性系统中一种固有的非线性现象.混沌和分岔等非线性现象是电力电子开关变换器不稳定性的主要表现,而分岔往往在混沌之前产生,两者存在着非常紧密的关系.分析AVP控制下的并联Buck变换器的非线性现象,并在电路仿真软件simplorer中对实验波形的分析,观察非线性现象.     

平均电流控制型PFC Boost变换器中的低频分岔现象研究

在设计和分析平均电流控制型功率因数校正(PFC)Boost变换器时,通常假设其工作在电流连续模式下,而采用电流连续模式下的平均模型分析变换器的动力学特性.而实际的变换器可能工作在电流断续状态,当变换器负载较小时,电流断续状态更加明显.因此,采用电流连续状态下的平均模型无法准确描述变换器的特性,尤其是混沌和分岔现象.本文采用考虑电流断续工作状态的状态空间模型,对PFC变换器中的低频分岔现象进行了分析,得到了低频分岔图,使该变换器由倍周期分岔到达混沌的路径更加清楚,使人们可以更全面理解这种变换器的动力学行为.并从分岔的角度分析了变换器的稳定性.其结果表明,变换器的输出电容和负载对变换器的稳定性具有很强的影响.通过给出的参数分岔图和二维参数与稳定性的映射图,为更好地设计变换器提供了指导.仿真分析结果和实验结果表明了本文所提方法的合理性和结果正确性.     

Fractional order Buck–Boost converter in CCM: modelling,analysis and simulations

In this paper, the modelling, analysis and the power electronics simulator (PSIM) simulations of the fractional order Buck–Boost converter operating in continuous conduction mode (CCM) operation are investigated. Based on the three-terminal switch device method, the average circuit model of the fractional order Buck–Boost converter is established, and the corresponding DC equivalent circuit model and AC small signal equivalent circuit model are presented. And then, the equilibrium point and the transfer functions are derived. It is found that the equilibrium point is not influenced by the inductor’s or the capacitor’s order, but both these orders are included in the derived transfer functions. Finally, the comparisons between the theoretical analysis and the PSIM simulations are given for confirmation.     

DC-DC buck变换器的混沌现象分析及其控制

作为典型的分段光滑系统,DC-DC变换器中会出现诸多复杂的非线性现象,如分岔与混沌。文中从系统传递能量的角度分析了电压反馈型DC-DC buck变换器中混沌产生的机理,指出系统能量的增加是使系统产生混沌的主要原因。在此基础上,提出了一种采用以电感电流为控制变量的脉冲反馈控制器,实现了对电压反馈型DC-DC buck变换器混沌现象的控制。最终通过理论分析、数值计算及电路仿真证实了该方法的正确性及有效性。上述研究结果有助于加深对电路系统动力学特性的认识与理解,对优化系统参数、提高系统性能具有理论和实用价值。     

基于PSpice的Buck变换器仿真教学研究

作为一种基本的DC/DC降压式变换电路,Buck变换器被广泛应用于电机的无级变速与控制。本文基于PSpice软件,对Buck变换器进行参数仿真、对其功耗分析和吸收电路设计方面进行电路仿真。形象化的教学,可以直观观察分析Buck变换器元器件参数的选取对电路性能的影响,为实际Buck变换器设计与研发提供可靠依据。     

一种新的四维二次超混沌系统及其电路实现

在三维二次混沌系统的基础上,增加一个状态变量,构建了一种新的四维二次超混沌系统.对新的超混沌系统的Lyapunov指数谱和分岔图进行了分析;通过数值仿真,得到超混沌吸引子相图;设计了一个模拟电子电路,通过电路实验,在示波器上观察到超混沌吸引子相图.