基于非線性電路原理的變換器分叉特性研究.pdf

1、自上世紀(jì)60年代以來，非線性科學(xué)以及各種非線性現(xiàn)象逐漸引起人們的興趣。并且隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的快速提升以及相關(guān)科學(xué)理論的發(fā)展，為非線性科學(xué)的飛速發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。非線性科學(xué)主要研究各種非線性現(xiàn)象之間的共性。非線性科學(xué)的發(fā)展被譽(yù)為“20世紀(jì)自然科學(xué)的第三次大革命”，其覆蓋范圍幾乎包括了自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的各個(gè)方面。包括：電子學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、流體力學(xué)等等。非線性科學(xué)理論不但具有重大的科學(xué)意義，更具有廣闊的應(yīng)用前景。非線性科學(xué)

2、的研究成果已涉及對(duì)偶然性和必然性、確定論和隨機(jī)論、有序和無序、質(zhì)變和量變等常見概念的重新認(rèn)識(shí)，正在改變?nèi)藗儗?duì)于傳統(tǒng)世界的認(rèn)識(shí)方法。非線性科學(xué)的發(fā)展拓展了人們認(rèn)識(shí)世界的視野，為人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和改造自然和人類世界提供了有力的工具。
　　 在非線性科學(xué)的發(fā)展過程中，對(duì)于其中混沌現(xiàn)象的研究占了極大的份額。自1975年“混沌”被賦予一個(gè)全新的意義出現(xiàn)在科技文獻(xiàn)以來，混沌學(xué)開始迅猛發(fā)展。如今人們已經(jīng)普遍接受混沌現(xiàn)象的廣泛存在，而混沌理論的發(fā)

3、展必將進(jìn)一步加深人們對(duì)于這些自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)?；煦鐚W(xué)的發(fā)展同樣繞不開現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的問題。一方面，混沌學(xué)的成功應(yīng)用將有助于促使人們投入更多的工作精力，另一方面，混沌應(yīng)用所面臨的新挑戰(zhàn)也將推動(dòng)混沌理論的進(jìn)一步研究。
　　 由于混沌運(yùn)動(dòng)的初值敏感性以及長期行為的不可預(yù)測性等特性，因此混沌控制成為混沌成功應(yīng)用的關(guān)鍵。自上世紀(jì)八十年代術(shù)以來，關(guān)于混沌控制理論的相關(guān)論文不斷發(fā)表，各種混沌控制及混沌同步思想被提出，并完成了相關(guān)的混沌控制實(shí)

4、驗(yàn)，混沌控制及混沌同步的研究成為混沌研究的熱門領(lǐng)域。對(duì)于混沌控制的共識(shí)是人為并有效地影響混沌系統(tǒng)，使系統(tǒng)步出混沌態(tài)發(fā)展到符合實(shí)際需要的狀態(tài)。
　　 開關(guān)變換器是一種常見的電力電子設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電力傳輸系統(tǒng)。開關(guān)變換器屬于強(qiáng)非線性系統(tǒng)，在其工作過程中可產(chǎn)生豐富的非線性現(xiàn)象，如：分叉、共存吸引子、混沌等。本文以開關(guān)變換器為例，分析其工作過程及原理，并建立其相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)用Matlab－Simulink軟件搭建模型，仿真其工作

5、過程。本文分別介紹一般電流控制的模式的Buck變換器在運(yùn)行過程中的非線性特性和以整流源代替恒定電流源的Buck變換器工作過程中的非線性特性。
　　 當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)的變化使得動(dòng)態(tài)系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)變時(shí)，我們稱之為“分叉”。在電力電子中，變換器通常被設(shè)計(jì)成工作在特定的條件下，比如，特定的輸出電壓紋波等等。但是，當(dāng)輸入電壓或者負(fù)載電阻變化時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)發(fā)生根本性的變化。因此，分岔的研究對(duì)此類系統(tǒng)來說，是相當(dāng)重要的。通過分叉圖來對(duì)系統(tǒng)的分叉情