DC-DC開關變換器中的混沌現(xiàn)象及其控制的研究.pdf

1、混飩,起源于非線性系統(tǒng)對于初始條件的敏感依賴性,作為非線性系統(tǒng)的典型行為,正在越來越廣泛的被人們所關注而DC-DC開關變換器屬于強的非線性系統(tǒng),在一定的參數(shù)條件下或外界干擾條件下,DC-DC變換器就會產(chǎn)生分岔和混沌現(xiàn)象,因此十分有必要把混沌動力學引入這一領域,一方面,利用混沌動力學能夠?qū)ψ儞Q器的行為進行更加深入、全面的了解,從而可以在變換器中優(yōu)化設計參數(shù)、避兔有害混飩,也可以利用混飩特性實現(xiàn)常規(guī)難以實現(xiàn)的技術,以利于工程的設計。另一方面

2、,研究變換器中的混飩行為,也為混沌動力學等非線性科學的研究提供了載體、提供了實例,可以更快的推動非線性科學本身的發(fā)展基于混沌現(xiàn)象和混沌控制研究的重要性,本文在前人的基礎上,對PWM型DC/DC變換器進行了研究,主要研究內(nèi)容有:
　　(1)指出混飩被越來越廣泛的應用于生產(chǎn)生活的各個領域,從而揭示出本課題的研究意義,隨后較系統(tǒng)地回顧了國內(nèi)外關于電力電子電路中混沌現(xiàn)象及其控制的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀總結了與研究內(nèi)容相關的一些關于分岔和混飩理論的

3、概念和結論、以及混飩的應用,為后面各章奠定了理論基礎。
　　(2)簡單介紹了PWM DC-DC變換器的類型,并且詳細闡述了Buck、Boost二種基本的變換器的工作原理、過程及控制策略,然后總結了變換器研究中的主要動力學建模方法,為后面的研究內(nèi)容提供了研究方法和手段,并且結合計算機技術的數(shù)值方法對變換器的混飩狀態(tài)特性進行了不同方法和手段的描述與刻畫,使得對非線性系統(tǒng)復雜動力學行為的研究更加形象直觀。
　　(3)介紹了混飩控制

4、的目標和常見的混飩控制研究方法,然后著重分析了峰值電流模式下Boost變換器中的分岔行為及混飩動態(tài),并詳細分析了斜坡補償法控制混飩的原理,對斜坡補償控制混飩方法進行擴展,提出任何常用的周期信號都可以用來作為補償?shù)氖侄?之后對常見的幾種周期信號進行補償應用研究,同時提出了混飩控制的綜合評價標準,以對各種補償信號的控制結果進行綜合評估評估結果表明三角波補償是一種較好的混飩控制手段,且理論分析可以給出有效控制的最優(yōu)相移和幅度的預計,從而為變換

5、器的穩(wěn)定設計提供了理論指導,另外相關研究也給出了一般非線性系統(tǒng)中混飩控制的評估方案和思路。
　　(4)針對傳統(tǒng)的峰值電流模式控制Boost變換器進行了瞬態(tài)響應特性研究首先利用斜坡補償法來抑制因電流反饋內(nèi)環(huán)不穩(wěn)定性而產(chǎn)生的混飩現(xiàn)象,研究了不同補償斜率及參數(shù)變化對變換器的影響,研究表明,抑制混飩的斜坡補償量過大,將會影響系統(tǒng)的瞬態(tài)響應速度。另外,傳統(tǒng)的PID控制原理簡單、適應性強,但只注重瞬態(tài)響應特性,卻不一定能得到變換器的穩(wěn)定設計結