PWM Buck变换器电容引起的混沌及其控制

大多数关于变换器分岔和混沌的研究都是以电源电压作为变量进行分析和控制的,而实际中电容也影响到系统的分岔和混沌。以PWM模拟电压控制Buck变换器为研究对象,利用计算机仿真电路得到以电容为自变量的分岔图;利用硬件实验电路对单周期稳定、倍周期分岔和混沌3种不同状态进行相图分析;采用参数扰动实现混沌控制,由分岔图可知原来的三种不同状态均被控制为单周期稳定状态,从硬件实验得到的时域波形图验证了控制算法的有效性。     

PWM Buck变换器电感引起的混沌及控制

大多数关于变换器分岔和混沌的研究都是以电源电压作为变量进行分析和控制的,而实际中电感也影响到系统的分岔和混沌.以PWM模拟电压控制Buck变换器为研究对象,首先利用计算机仿真电路得到以电感为自变量的分岔图;然后利用硬件实验电路对单周期稳定、倍周期分岔和混沌3种不同状态进行相图分析;最后采用参数扰动实现混沌控制,从分岔图可以看到原先的3种不同状态均被控制为单周期稳定状态,从硬件实验得到的时域波形图验证了控制算法的有效性.     

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。     

Buck变换器在Matlab／Simulink下的仿真研究

首先分析了Buck变换器的工作原理,推导出Buck变换器电路参数的计算公式;然后介绍了Buck变换器的控制技术及其特点;最后在Matlab／Simulink下建立仿真模型。仿真结果验证了提高开关管的频率,可使输出电压更平稳。     

基于随机扩频的Buck-Boost变换器分岔与混沌现象的仿真分析

Buck-Boost变换器中存在着电磁干扰过大,以及电感电流与输出电压的波纹过大的问题,通过引入随机扩频技术减小这些问题的方法已经得到广泛应用,但引入该方法后仍存在复杂的分岔与混沌现象。在对随机扩频技术进行分析后与建立了基于随机扩频技术的Buck-Boost变换器的精确离散迭代映射模型;研究了采用随机扩频技术后的Buck-Boost变换器中的非线性现象,通过运用MATLAB软件进行编程绘制了电感电流随电路参数变化的分岔图,证实了其中存在复杂的非线性行为,研究了随机扩频技术中各电路参数对Buck-Boost变换器中非线性行为的影响规律;研究表明运用参数微扰法可以抑制其中的分岔与混沌现象。为Buck-Boost变换器电路设计提供了理论基础。     

PWM Buck变换器中的混沌现象的研究

本文以闭环PWM控制的Buck开关变换器为例,采用非线性迭代映射法对电感电流连续模式下变换器中出现的混沌现象进行了分析研究,确定了开关转换时刻及转换时刻的输出电压和电感的值,最后采用PSpice时行了计算机住址验证。     

开关变换器中吸引子共存现象的仿真与实验研究

该文通过详细的数值仿真对变换器中存在的吸引子共存现象进行了全面研究,得到的参数变化分叉图指示在多处存在共存的吸引子,同时,利用与分叉图对应的最大Lyapunov指数谱还可以对这种吸引子共存现象进行印证解释.所有仿真结果均进行了电路实验验证研究.另外,对各共存吸引子的吸引域作了分析和讨论,它们均具有分形吸引域边界.研究结果对变换器的稳定设计和混沌利用具有重要指导意义.     

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.     

电压模式控制Buck变换器中的混沌吸引子重构技术

利用Buck变换器的输出电压时间序列可以进行变换器的混沌吸引子重构，其中延迟量可以通过时间序列的自相关函数来确定，而重构维数也可根据混沌吸引子的关联维来确定，仿真和特征参数计算均表明Buck变换器的重构混沌吸引子与原混沌吸引子拓扑等价，具有相同的动力学性质和几何性质，另外，构建了一个延迟重构实验电路，得到的实验波形也验证了上述结果。     

电压模式控制Buck变换器中的混沌吸引子重构技术

利用Buck变换器的输出电压时间序列可以进行变换器的混沌吸引子重构，其中延迟量可以通过时间序列的自相关函数来确定，而重构维数也可根据混沌吸引子的关联维来确定，仿真和特征参数计算均表明Buck变换器的重构混沌吸引子与原混沌吸引子拓扑等价，具有相同的动力学性质和几何性质，另外，构建了一个延迟重构实验电路，得到的实验波形也验证了上述结果。     

电压控制型Buck变换器的混沌抑制策略

针对降压(Buck)变换器运行过程中所产生的混沌现象,根据变换器的工作特性确立其数学模型,并分析其通往混沌的道路。分别使用了两种控制策略使系统稳定于周期1状态：第一种是设计非线性控制器,施加该控制器后,系统的动态响应快,抗扰性强,但输出电压与参考值有一定的偏差;第二种是基于终端滑模自抗扰控制(TSMADRC)的双闭环控制策略,使用该控制策略后,系统输出超调量小、动态响应快且具有较好的暂态响应,并且从源头上避免了混沌现象的发生。仿真结果表明,两种控制方法均可以抑制混沌现象的发生,使Buck变换器工作于稳定的周期1状态。     

基于电荷控制的Buck变换器

介绍了一种新的单周期控制方法——电荷控制法。通过对开关电流的控制,使其在一个周期内达到期望值。在详细分析电路工作原理的基础上,推导出电荷控制Buck电路的控制电路和主电路数学模型。Pspice仿真和实验结果表明,系统的稳定性不仅与占空比D有关,而且与电路的电感、负载及工作频率有关。若参数选择合理,则系统可在D>0.5条件下稳定工作。该控制在每个周期对开关管上的电流进行积分,有较强的抗干扰性,所以能有效抑制负载扰动。实验测得电荷控制Buck电路功率因数PF=0.99,电流畸变率THD=8.4%。     

并联Buck变换器中的混沌研究

开关式DC/DC变换器是一个强的非线性控制系统,变换器满足一定条件时,就会产生各种类型的分叉和混沌.该文采用基于主从控制的并联Buck变换器为研究对象,详细推导了并联Buck变换器的动力学方程,通过仿真得到了在一定范围内改变参数时引起的分叉和混沌现象.并且借鉴非线性动力学中的Jacobian矩阵法对系统不动点的稳定性进行了分析,通过其特征值轨迹形象说明了分叉出现的原因.     

Buck变换器参数辨识的研究

构建了Buck变换器参数辨识的方法。通过检测电感电流和输出电压的波形信号，可辨识出电路的滤波电感、滤波电容及其等效串联电阻，并可应用于参数在线辨识，故障趋势判断和预知维护。最后通过实验验证了这一方法的有效性。     

电压模式Buck变换器的分岔控制

应用谐波平衡法推导出带PI补偿电压模式Buck变换器的输入电压分岔点表达式.运用数值计算近似求得PI调节参数和分岔点的关系曲线,明确了系统高频(快标)行为的稳定性主要取决于PI调节器的比例因子.同时给出了延迟反馈控制(Time.Delayed Feedback Control,TDFC)参数与系统分岔点的数值关系曲线,并完成了TDFC控制Buck变换器分岔行为的仿真和实验分析,结果表明了所提的分析方法及控制思路的有效.     

参数共振微扰法在Buck变换器混沌反控制中的应用

构造了参数共振微扰作用下的Buck变换器电路模型作为研究对象,通过对扰动幅值及相位进行优化,达到最优的混沌反控制结果.对研制的系统进行了理论分析,构造了迭代映射的模型,通过Jacobian矩阵计算出特征值,特征值轨迹分析的结果与数值仿真是完全一致的.同时,应用该混沌反控制方法还改善了变换器系统的EMI水平,从而为解决开关变换器电磁兼容性问题提供一种新的有效途径.     

双频Buck变换器工作模式

研究了基本双频Buck变换器可能存在的工作模式,详细分析了工作于"模式一"时变换器的工作原理。结果表明,基本双频Buck变换器的稳态和动态性能都存在明显缺陷,其应用领域受到限制。讨论了改进双频Buck变换器的工作模式,特别分析了其工作于"模式二"时的工作原理,在此基础上研究了改进双频Buck变换器工作模式的判定方法,提出了变换器在整个负载变化范围工作于"模式一"的关键条件。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。     

混沌映射抑制Buck变换器电磁干扰的研究

基于混沌现象的宽频谱特性,提出了一种新的Buck变换器控制策略。首先推导了能够产生可控幅度混沌序列的Logistic映射形式,然后对峰值电流型滞环Buck变换器在混沌随机与常规周期两种工作模式下的时域和频域特性进行了对比分析,得出了混沌随机模式可改善变换器EMC的结论,但电感电流纹波却相应增加,降低了变换器的效率。指出应兼顾EMC和效率两个因素。     

双频Buck变换器

本文提出了一种双频Buck变换器拓扑结构,并对其进行了稳态和动态分析。该结构由两个Buck单元构成,一个工作在高频状态,另一个工作在低频状态,高频单元用于提高系统的动态响应速度和输出精度,低频单元用于输出功率。该双频变换器不仅可以改善系统的响应速度,提高控制精度,降低损耗,而且两个变换器之间也不会产生环流。试验结果证明了该理论的正确性和有效性。