DC-DC變換器混沌現(xiàn)象及其控制研究.pdf

1、DC/DC變換器由一系列分岔產(chǎn)生的混沌現(xiàn)象是復雜抽象的非線性動力學問題,而以往該問題的數(shù)學建模與仿真建模缺乏系統(tǒng)性與直觀性。另外,該變換器系統(tǒng)現(xiàn)有混沌控制策略在控制輸出閉合軌道回到預定的穩(wěn)定軌道上,存在控制不準或?qū)崿F(xiàn)困難的問題。DC/DC變換器有著廣泛的工業(yè)應用,而當這種電路隨著參數(shù)的變化出現(xiàn)混沌行為時,將導致高幅度的噪聲和不穩(wěn)定行為,極大的影響了變換器的性能。由于人們對DC/DC變換器性能要求日益增高,使得透徹地理解該系統(tǒng)混沌現(xiàn)象機理

2、及研究更佳控制策略問題有著重要的現(xiàn)實意義。因此,本文主要從這兩個重要方面展開研究。
　　首先,簡要介紹了混沌研究背景、內(nèi)容與意義,研究了DC/DC變換器非線性混沌現(xiàn)象及其控制的進展與現(xiàn)狀。在此認識基礎上,本文對混沌研究相關的非線性動力學基本理論做了必要的闡釋。
　　然后,以電壓反饋PWM型Buck變換器為基礎,系統(tǒng)地推導了該變換器精確離散數(shù)學模型,對變換器周期軌道問題做了深入地討論。以系統(tǒng)雅克比矩陣特征值為判斷依據(jù),分析討論

3、了變換器由穩(wěn)定周期軌道分岔至混沌的道路。利用Matlab m函數(shù)與simulink電路仿真模塊,分別進行數(shù)值計算與建立直觀研究Buck變換器混沌現(xiàn)象的電路仿真模型。數(shù)值計算結(jié)果與電路仿真結(jié)果進行對比,驗證了數(shù)學模型及上述分析討論的正確性。
　　最后,在Buck變換器上以連續(xù)的控制信號替代原方法離散的控制序列為思路提出一種改進的OGY(Ott. E, Grebogi. C and Yorke. J. A)方法—COGY(Contin

4、uous OGY)變換器混沌控制法。推導了COGY控制信號的函數(shù)表達式,并建立了控制電路模型。進行了Matlab數(shù)值計算與電路仿真結(jié)果對比,驗證了本文方法的有效性及優(yōu)越性。所提方法保留了原方法精確的控制效果,并只需要給出連續(xù)的差分控制信號,無需在每個龐加萊返回時刻采樣差分計算,極大地提高了操作性。另外,相比OGY方法脈動的控制序列,連續(xù)的控制信號可以使本方法更加穩(wěn)定可靠。
　　本文討論過程可以類似用于其他變換器混沌的分析研究,對變