电压反馈型Boost变换器的混沌现象研究

建立了电压反馈型BOOST变换器不连续运行模式下的混沌模型，分析了BOOST变换器的稳定运动条件，研究了BOOST变换器在电压反馈系统变化情况下的混沌现象。     

电流控制模式下Boost变换器的混沌行为

该文建立了Boost变换器在电流可编程控制模式下的离散数学模型和迭代方程，并通过仿真分析了不同分岔参数变化下的工作规律，证实了该变换器中的倍周期和混沌行为。     

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。     

开关电感并联Boost变换器的动力学行为及混沌控制

开关电感并联Boost变换器的非线性行为严重影响系统的性能。为研究变换器参数变化对系统性能的影响,建立系统的离散映射模型。通过分岔图观察变换器参数变化时其非线性动力学的演化过程,研究发现考电流、负载电阻增大时,变换器并不遵循周期倍增的分岔轨迹,而是在2倍周期后突然激变为6倍、8倍周期运行并通往混沌;当输入电压、电感数值减少时,变换器极易发生突变而进入混沌态;而当开关频率增大时,输出纹波减少,但不能让变换器稳定运行在单周期态。针对这些非线性动力学行为,提出一种指数延迟反馈控制方法对系统施加控制。搭建的仿真模型证明这种特殊的非线性现象的存在,验证所提出的控制方法控制方法的有效性。     

Boost变换器非线性电流控制方法

基于输入输出线性化,提出一种新型Boost变换器非线性电流控制及其改进方法。通过研究该系统的内动态稳定性,指出对于电流控制(current control method,CCM) Boost变换器,当采用电压模式控制时,其内动态不稳定;当采用电流模式控制时,其内动态稳定,可通过直接控制电感电流间接控制输出电压。因此,采用输入输出线性化非线性控制方法,推导出新的电流控制律。实验结果表明,该方法能够保证电感电流有效精确的跟踪给定值,但输出电压存在稳态误差,需对所给控制方案进行修正。进而考虑实际电路附属参数的影响,推导出了修正后的控制律,实验验证了修正方案的正确性,改进后控制系统动稳态性能良好。     

软开关Boost变换器精确离散模型及其混沌现象

建立了电压反馈型零电流开关Boost变换器工作在不连续运行模式(DCM)下的精确离散映射,在此基础上分析了变换器中典型元件参数与其分岔稳定性的关系,并通过模拟仿真证实了此模垂的正确性,为一般软开关DC／DC功率变换器的混沌分析提供了一种可供借鉴的数学方法。     

电压模式Buck变换器无源反馈混沌控制

基于时间延迟反馈近似思想,提出一类无源反馈控制方法,实现了电压模式Buck变换器的混沌控制.采用数据采样方式建立了被控系统的迭代映射方程,利用数值计算确定出无源反馈控制强度的调节范围,并对比分析了系统施加控制前后的Jacobian矩阵特征值轨迹.仿真和实验结果证实所提控制方式可以有效实现系统混沌行为的抑制,拓宽了输入电压的稳定范围,减小了电压和电流纹波.     

高频Boost变换器稳定运行的参数域分析

高频条件下的Boost变换器具有功率密度大、转换效率高和适于大规模集成等特点而备受关注,但因其强非线性特性,在工作中更容易因参数选择不当或外部受到大干扰使得系统产生分岔和混沌现象。通过建立高频Boost变换器的频闪映射模型,利用Jacobian矩阵特征值变化判断系统的稳定参数域,分析了该变换器各参数在不同条件下产生分岔的情况,通过电路仿真及实验验证了高频Boost变换器中出现的分岔及混沌现象与理论分析结果一致。本结论能够为Boost变换器在高频条件下维持稳定运行提供参考,也为系统的进一步优化设计和控制提供理论依据。     

电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究

基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点，建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式，得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制，提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明，Boost变换器非线性PI解耦控制，比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性，状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC／DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制，其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。     

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.     

基于电荷控制的双频Boost变换器

通过对电荷控制的双频Boost变换器的研究,推导出主电路的交流小信号模型,并在Saber仿真软件中对整个系统进行了稳态和动态仿真.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

Boost变换器精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在Boost变换器仿射非线性模型基础上,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到Boost变换器状态反馈精确线性化模型。在此线性化模型基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计滑模变结构控制器。研究对比表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,同时克服了现有精确反馈线性化控制策略固有的对精确数学模型依赖性的缺点,表现出更强的鲁棒性,从而具有一般性理论和实际意义。     

单电感双输出Boost变换器的复合控制方案

为减小单电感双输出Boost变换器的交叉调节,提出一种复合控制方案。建立变换器仿射非线性数学模型,基于微分几何理论证明所建模型满足精确反馈线性化条件,构造出相应输出函数实现系统的线性化和解耦,进而分别为线性系统设计内模控制器和状态反馈控制器,并对满足控制系统稳定要求的反馈系数选取进行分析。与现有控制方法进行仿真比较,结果表明,所提控制方案具有更好的动态调节特性、更优的控制性能和更小的交叉调节。实验结果进一步验证了所提控制方案的可行性。     

Boost变换器中的一种新型控制策略

Boost变换器的状态空间平均模型属于双线性系统。本文基于Boost变换器的双线性系统模型.直接应用李雅普诺夫稳定性理论,推导出一种可以实现输出调节的新型控制策略。相对于传统的近似线性方法,采用新型控制策略的Boost变换器表现出良好的输出调节特性.部分特性已经得到实验验证。     

一种基于混杂系统的Boost变换器切换控制算法

Boost变换器既有开关动作上的离散性,又有连续子系统,是典型的混杂动态系统。根据混杂切换理论建立Boost功率变换器的混杂模型,分别讨论变换器在CCM和DCM两种工作模式下的切换控制策略。在固定的系统工作频率下,通过检测电感纹波电流与理论值相比较来控制功率开关器件导通或关断,由此得到所需的占空比信号,从而实现Boost功率变换器的混杂切换的控制。根据电容电荷平衡原理,对负载电流进行估算,减少电路中被检测量,简化控制器的设计并提高了效率。最后,在Matlab/Simulink环境下进行仿真实验,验证了所提控制算法的有效性。     

相差控制的Boost三电平变换器工作模式分析

基于一种利用Boost三电平（three—level,TL）变换器平衡输出侧中点电位的方法,对变换器的工作模式进行深入分析。该方法在不改变变换器电压输入一输出关系的前提下,通过调节两开关信号问的相差控制输出侧两电容的充放电时间,从而平衡中点电位。通过对工作模式的分析,推导出新的变换器不同工作模式间临界升压电感计算公式。公式表明,临界升压电感不仅与开关信号占空比有关,且与两信号间的相差有关。通过Matlab／Simulink软件进行仿真,并利用基于DSP（TMS320F2812）的硬件系统进行了实验验证。仿真与实验结果证明了理论分析的正确性。     

基于双线性系统理论的Boost DC/DC 变换器新型控制策略

基于Boost DC/DC变换器的双线性大信号模型,直接应用李雅普诺夫稳定性理论,推导出一种新型控制策略,由新型控制律组成的闭环系统具有鲁棒稳定性和良好的输出调节特性.数值仿真和实验结果均验证了该新型控制律的有效性和实用性.     

基于PSpice软件的单相Boost变换器的仿真研究

随着计算机性能的提高,使用计算机仿真方法帮助掌握电气工程领域的基本知识并解决设计问题成为通用的方法。PSpice是一款功能强大的专用于电力电子电路的仿真软件,可对各种模拟电路及数字电路进行仿真,它的仿真波形与试验电路的测试结果十分相近。本文应用PSpice对Boost变换器的全部工作过程进行了仿真与分析,并对电路中储能元件的各种工作状态进行了分析,给出了大量直观的仿真波形,可以帮助加深对Boost变换器的理解。     

基于拓扑组合的高增益Boost变换器

提出一种基于拓扑组合的高增益Boost变换器,对其工作原理和性能特点进行了详细分析,并进行了实验研究,结果表明该变换器在开关占空比D>0.5时具有如下特点:①电压增益为基本Boost变换器的两倍;②变换器中两Boost变换单元可实现自动均流,与交错并联Boost变换器相比,不需均流控制,控制电路简单;③有源开关的电压应力为输出电压的一半,即为基本Boost变换器有源开关电压应力的一半。