DC-DC開關(guān)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(guān)注而DC-DC開關(guān)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(xué)引入這一領(lǐng)域,一方面,利用混沌動力學(xué)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(shè)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(shù),以利于工程的設(shè)計。另一方面

2、,研究變換器中的混飩行為,也為混沌動力學(xué)等非線性科學(xué)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(xué)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(chǔ)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(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)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(guān)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(jié)了與研究內(nèi)容相關(guān)的一些關(guān)于分岔和混飩理論的

3、概念和結(jié)論、以及混飩的應(yīng)用,為后面各章奠定了理論基礎(chǔ)。
　　(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(jié)了變換器研究中的主要動力學(xué)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(jié)合計算機技術(shù)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(fù)雜動力學(xué)行為的研究更加形象直觀。
　　(3)介紹了混飩控制

4、的目標(biāo)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(yīng)用研究,同時提出了混飩控制的綜合評價標(biāo)準(zhǔn),以對各種補償信號的控制結(jié)果進行綜合評估評估結(jié)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(yù)計,從而為變換

5、器的穩(wěn)定設(shè)計提供了理論指導(dǎo),另外相關(guān)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(yīng)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(yīng)速度。另外,傳統(tǒng)的PID控制原理簡單、適應(yīng)性強,但只注重瞬態(tài)響應(yīng)特性,卻不一定能得到變換器的穩(wěn)定設(shè)計結(jié)