單相全橋逆變器分岔與混沌現(xiàn)象研究.pdf

1、電力電子系統(tǒng)由大量的開關(guān)器件組成，屬于典型的非線性系統(tǒng)。在一定運(yùn)行條件下，系統(tǒng)會出現(xiàn)分岔、混沌等一系列非線性動力學(xué)行為，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。因此，電力電子系統(tǒng)的非線性動力學(xué)分析成為了電力電子學(xué)的一個重要研究分支。逆變器是一種核心的電力電子裝置，其工作穩(wěn)定性直接影響到系統(tǒng)的整體性能。本文以單相全橋逆變器為研究對象，對其出現(xiàn)的分岔與混沌現(xiàn)象進(jìn)行深入分析，旨在對系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，擴(kuò)大系統(tǒng)的穩(wěn)定參數(shù)域，提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。論文主

2、要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　?、僖元?dú)立運(yùn)行模式下的單相全橋逆變器為研究對象，利用頻閃映射法建立其非線性動力學(xué)模型；從單參數(shù)和多參數(shù)兩個角度，分別利用分岔圖、Jacobian矩陣以及Lyapunov指數(shù)三種方法對系統(tǒng)出現(xiàn)的分岔與混沌現(xiàn)象進(jìn)行了深入分析，揭示了隨著分岔參數(shù)變化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的演化過程；得到了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定參數(shù)域，為優(yōu)化實(shí)際系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計提供了參考和指導(dǎo)。
　　②針對帶PI調(diào)節(jié)器的逆變器中出現(xiàn)的分岔與混沌現(xiàn)象進(jìn)行

3、研究。從PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)出發(fā)，推導(dǎo)了系統(tǒng)的離散模型；利用分岔圖分析了隨著輸入電壓的變化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的演化過程；通過繪制系統(tǒng)的折疊圖和搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路，對所得的系統(tǒng)穩(wěn)定參數(shù)域進(jìn)行了有效驗(yàn)證。
　?、坭b于傳統(tǒng)離散建模方法應(yīng)用于高階系統(tǒng)時存在仿真速度慢和內(nèi)存占用率高等缺點(diǎn)，本文對其進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于系數(shù)線性化的離散模型。以二階逆變器為例，驗(yàn)證了系數(shù)線性化模型能夠在保證精度的同時提高仿真速度，且只需占用較小內(nèi)存空間，是一種有

4、效的離散建模方法。
　?、鼙疚陌逊蔷€性動力學(xué)研究推廣到并網(wǎng)運(yùn)行模式下的逆變器，以單相帶LCL濾波器的并網(wǎng)逆變器為研究對象，推導(dǎo)了并網(wǎng)逆變器的離散模型；利用Jacobian矩陣法對系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，得出當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)變化到一定值時，存在一對最大模特征值以共軛復(fù)數(shù)的形式穿越單位圓，可知系統(tǒng)出現(xiàn)了Hopf分岔現(xiàn)象；通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。
　　⑤將Washout濾波器引入到H橋變換器的混沌控制中，設(shè)計了相應(yīng)的離散Wa