PWM型DC-DC變換器混沌機(jī)理及控制研究.pdf

1、混沌是發(fā)生在非線性系統(tǒng)內(nèi)部的一種內(nèi)在隨機(jī)運(yùn)動,它是非線性系統(tǒng)的一種性能表征,近二十年來引起人們的廣泛關(guān)注.開關(guān)式DC/DC變換器是一個強(qiáng)非線性系統(tǒng),在一定的參數(shù)條件下,DC/DC變換器會產(chǎn)生混沌現(xiàn)象.因此,僅僅從線性論和確定論角度去分析DC/DC變換器中的不穩(wěn)定及次諧波現(xiàn)象已不能滿足對DC/DC變換器控制性能日益提高的要求.在某些特定的條件下,從混沌理論的角度去解釋DC/DC變換器中的不穩(wěn)定現(xiàn)象顯得更加合理和易于接受.在混沌理論的基礎(chǔ)上

2、,研究相應(yīng)的控制手段,對提高DC/DC變換器的控制性能具有重要的意義.本文研究了PWM型DC/DC變換器中混沌產(chǎn)生的機(jī)理并在混沌控制方面作了進(jìn)一步的探索.采用分段線性數(shù)值仿真法分別對Buck及Boost變換器的動力學(xué)行為進(jìn)行仿真,對DC/DC變換器在某些特定的參數(shù)下出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象及從穩(wěn)態(tài)通向混沌的倍周期分岔行為進(jìn)行分析,并分別在時域和頻域?qū)C/DC變換器處于各周期態(tài)及混沌態(tài)時輸出電壓特性進(jìn)行比較、分析.針對如何識別變換器中混沌現(xiàn)象問題

3、,首先提出用付里葉描述符法提取DC/DC變換器輸出信號特征值,在此基礎(chǔ)上,提出采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號識別,并對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法加以改進(jìn),最終測試結(jié)果表明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對變換器輸出信號識別率達(dá)到100％.在理論研究的基礎(chǔ)上,通過實驗展示了DC/DC變換器的工作狀態(tài)隨電路參數(shù)變化從穩(wěn)態(tài)通向混沌態(tài)的演化過程,驗證了理論分析的正確性.研究PWM型DC/DC變換器處于混沌態(tài)時特點,分別采用0GY法、外力反饋控制法及延時反饋控制法對DC/DC變換器

4、進(jìn)行混沌控制研究.分析、比較每種控制方法的特點、控制效果及局限性.實驗中,以外力反饋控制法為指導(dǎo)思想,設(shè)計控制電路并對DC/DC變換器進(jìn)行混沌控制,實驗結(jié)果證實了DC/DC變換器混沌控制的可行性.將混沌反控制技術(shù)應(yīng)用到DC/DC變換器控制中,分別采用外部噪聲混沌反控制法、延時反饋控制法及利用混沌信號對處于高周期態(tài)或混沌態(tài)的變換器進(jìn)行混沌反控制,使變換器進(jìn)入新的混沌態(tài).從幾何學(xué)的角度分析DC/DC變換器在混沌反控制前、后混沌吸引子在相空間