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.     

DC-DC Boost变换器混沌运行仿真及实验研究

DC-DC boost变换器是开关变换器中最常用、最基本的电路，其丰富的非线性行为为研究混沌现象提供了便利。该文以Boost变换器为研究对象，分别就参数控制和外加混沌信号控制两种行为进行仿真和实验研究。参数控制演示了Boost变换器由单周期通向混沌运行的演化过程；外加混沌信号控制时，为了得到较好的输出特性，该文加入了电流负反馈，实验基于DSP数字控制，分别研究了变频混沌控制与变幅混沌控制两种情况。以上实验结果都证明了混沌控制对于降低DC-DC开关变换器EMI十分有效。     

基于Matlab的PFC Boost变换器仿真研究和实验验证

介绍了平均电流控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理.分别采用Power System工具箱和考虑电感电流断续工作状态的C-MEX文件S函数建立了主电路模型,对平均电流控制型PFC Boost变换器进行了仿真.仿真结果表明,与Power System工具箱模型相比,基于C-MEX文件的S函数仿真模型能够准确仿真电流断续工作状态,仿真速度快.设计了电路样机进行了实验研究,仿真结果与实验结果一致,证明了该方法的正确性.利用该方法可以高效地仿真研究系统结构和参数变化时性能变化情况,得到的平均电流控制型PFC Boost变换器的混沌分岔图,为更好地理解和设计这种变换器提供了有利的工具.     

Boost变换器自激混沌抑制EMI的实验研究

提出了基于闭环电流模式Boost变换器的封闭三维离散时间映射,应用该映射得到了电感电流关于输入电压的分叉图和输出电压的负载特性。通过对分叉图的研究,可以选择合适的参数使闭环电流模式Boost变换器工作在混沌状态,即自激混沌。实验结果表明,闭环电流模式Boost变换器自激混沌抑制EMI的效果良好,在实际负载范围内都能自激混沌,且对输出电压的纹波影响较小。     

峰值电流控制型Boost变换器的分岔与混沌控制

由于Boost变换器在一定的电路参数条件下会出现分岔和混沌行为,在此状态下它的工作会受到很大影响,并产生不稳定的现象,因此引入控制律对该现象进行控制。基于反馈的设计思想,提出一种二次电压反馈的非线性反馈控制律,通过选取合适的控制系数,可以将变换器上述行为控制到单周期的运行状态。通过仿真试验结果的分析,该策略可以简单地调整非线性反馈系数实现变换器运行轨道的改变,并且该参数可以根据分岔图进行选取,从而很容易对控制器进行设计,在工程上易于实现。     

光伏微逆变器中Boost变换器的混沌现象分析与控制研究

由于光伏并网微逆变器中Boost变换器存在着混沌现象,易造成微电网系统的不稳定。故引入两级式微逆变器,通过建立Boost变换器模型分析混沌现象产生机理,参考电流参数是造成混沌的重要因素。提出一种基于参数共振微扰法的Boost变换器混沌动力学控制方法,以参考电流作为微扰参数,推导出最优控制计算公式。通过实例验证,参数共振微扰法可以有效抑制Boost变换器的混沌现象。结果表明该控制算法对研究光伏微逆变器具有有效性和可行性。     

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     

应用混沌控制降低Boost型变换器EMI水平研究

在原型峰值电流控制DC/DC Boost型变换器的基础上,设计了一种对最小输入电流加以限制的新型峰值电流控制方式,给出了实现电路.计算机模拟与电路实验均表明,采用新型峰值电流控制方式且工作于混沌状态下的DC/DC Boost型变换器能够进一步降低电磁干扰(EMI)水平,具有实用价值.     

开关电感Boost变换器的失效机理及基于参数扰动的混沌控制方案研究

开关电感Boost变换器是新能源系统中应用较为广泛的一种高增益DC-DC变换器。由于变换器本身的特性,当电路参数的变化超出一定范围时,会发生分岔、混沌等非线性现象,造成变换器失效,此时变换器无法正常稳定运行并且工作性能下降,因此有必要控制变换器从混沌态重回稳定态。基于参数扰动混沌控制法的基本原理,设计了适用于峰值电流控制型开关电感Boost变换器的混沌控制方案。该方案可使工作于混沌状态的变换器能迅速返回周期-1态稳定工作,其输出电压增益得以提高、输出纹波显著降低,并且在输入和负载有较大扰动时变换器系统均能稳定工作。利用非线性理论对变换器失效机理进行分析和混沌控制,对于DC-DC变换器参数设计、稳定性分析和性能提升具有一定的实际应用价值。     

基于Simulink的Buck变换器混沌现象仿真与研究

基于Simulink建立了电流连续导通模式下的电压控制Buck变换器模型，在该模型的基础上对开关变换器的非线性现象进行了研究。通过改变电路参数，研究了开关变换器从稳定态到倍周期分岔，再到混沌的演化过程。仿真结果与理论分析和实验结果一致，验证了仿真模型的正确性，为合理选取电路参数提供了指导，同时也为混沌控制理论的研究奠定了仿真基础。     

基于混沌同步的Buck变换器并联均流控制

针对处于混沌状态的降压(Buck)变换器并联均流效果不佳且均流的稳态和动态特性差的现象。首先建立电压控制型Buck变换器的分段光滑开关模型以及离散模型,并分析系统通往混沌的道路。然后确立初值不同的驱动与响应系统。将所设计的终端滑模控制率施加到响应系统上从而实现并联系统的混沌同步控制。基于混沌的同步特性,可以实现电压控制型Buck变换器的并联均流控制。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台搭建施加控制后的并联系统模型进行实验仿真。结果显示,并联系统均流误差接近于0,并当输入电压发生突变时,均流误差未发生改变,表明施加终端滑模控制后,Buck变换器并联均流误差小且具有较好的稳态和动态特性。     

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。     

一个三维混沌系统的控制与同步

为了研究一个三维自治混沌系统的控制与同步问题,应用自适应控制方法研究混沌系统不稳定平衡点的镇定问题,得出了该系统关于平衡点渐近稳定的一个充分条件,并利用Lyapunov函数和LaSalle不变原理对结论给予了严格的证明.设计了一个较简单的控制器,采用非线性反馈控制方法研究了此混沌系统的错位同步问题,实现了响应系统和驱动系统之间的错位同步,并在Matlab上进行实例仿真.仿真结果表明自适应控制方法的快速有效性和错位同步的可实现性.     

具有传输通道时间延迟的一类混沌系统脉冲控制同步

针对一类混沌系统同步控制问题,利用脉冲微分方程的稳定理论,研究了传榆信号具有时间延迟的混沌系统脉冲同步问题,给出了两个混沌系统实现全局渐进同步的判据方法。该方法仅采用具有时间延迟的驱动系统与响应系统输出偏差的线性反馈作为脉冲控制信号,驱动两个混沌系统达到全局渐进同步,且适用于绝大多数混沌系统的同步控制。所设计的控制器结构简单,收敛速度快,易于实现。Roessler混沌系统的仿真实验进一步验证了该方法的有效性和可行性。     

基于不稳定周期轨道的参数扰动法在Boost变换器混沌控制中的应用

电力电子变换器是典型的非线性系统,分岔与混沌等非线性动力学现象的存在限制了变换器的工作范围,并对变换器性能产生了不良影响。因此,在对Boost变换器进行非线性动力学分析的基础上,通过采用一种基于不稳定周期轨道的参数扰动法,对处于混沌态的变换器进行控制,使重新工作于周期-1态。MATLAB数值仿真结果证明控制方案的有效性,在不改变主电路参数的前提下,可以扩大DC-DC变换器的稳定工作空间,提高变换器的增益,降低输出电压和输入电流的纹波,使变换器的性能得以提升。     

多涡卷混沌吸引子同步的双控制器

针对驱动系统与响应系统不同混沌状态的同步问题,提出了一种双控制器控制方法。依据Lyapunov稳定性理论,对两系统同步误差的稳定性进行了分析和证明,并对5涡卷与3涡卷、5涡卷与非混沌态Chua电路之间的同步进行了计算机数值仿真实验。结果表明,不受初始条件和参数差的限制,只要驱动系统是混沌状态,无论响应系统是混沌态还是非混沌态,该控制器都能有效地控制同步,并误差图和时序图显示出了双控制器可在2s内控制不同涡卷吸引子系统同步,在5s内能控制非混沌态的系统与混沌系统同步。     

存在扰动的永磁同步电机混沌运动模糊自适应同步

电机的混沌运动并不总是有害的,在某种特殊应用场合中永磁同步电机的混沌运动是有益的,因此需要对永磁同步电机的混沌运动进行反控制。提出了一种存在扰动的永磁同步电机（PMSM）混沌运动的模糊自适应同步控制方法。分析了PMSM混沌运动的吸引子和lyapunov指数谱,使模糊控制规则满足系统的lyapunov稳定条件,设计模糊自适应控制器对存在扰动的PMSM混沌系统进行同步控制,仿真结果表明该方法可实现PMSM混沌运动的同步控制,具有较好的控制效果。     

DC-DC开关变换器中混沌映射的不变分布求解及其应用

开关电源中存在的混沌现象可以用来提高电磁兼容（EMC）,通过量化其混沌映射的不变分布可达到控制开关变换器电磁干扰（EMI）的目的.该文用简单的映射,描述了DC-DC开关变换器的混沌运行.并在此基础上,利用特征向量法对其混沌映射的不变分布进行了求解.仿真结果通过与混沌映射图和其分岔图的比较证明了该算法在求解DC-DC变换器混沌映射不变分布时的正确性.进而利用不变分布对系统输入、输出量的功率频谱密度、平均开关频率进行了估计,仿真和实验结果证明了估计的正确性.同时不变分布也为混沌电路的参数设计提供了有效途径.