Buck型變換器中的分叉與混沌現(xiàn)象及其混沌控制研究.pdf

1、DC-DC 開關(guān)變換器是開關(guān)電源的核心部分，屬于強(qiáng)非線性電路系統(tǒng)，其中有著極其豐富的動(dòng)力學(xué)行為。當(dāng)變換器滿足一定條件時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生各種類型的分叉和混沌等現(xiàn)象。通過對(duì)各種DC-DC變換器的混沌現(xiàn)象的探索和研究，可以在變換器設(shè)計(jì)中優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)，避免有害混沌現(xiàn)象的出現(xiàn)，消除奇異或不規(guī)則現(xiàn)象，使DC-DC變換器穩(wěn)定運(yùn)行；也可以利用DC-DC變換器的混沌特性實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制難以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，如利用混沌功率譜特性降低DC-DC變換器中的電磁干擾、利用混沌同

2、步特性實(shí)現(xiàn)DC-DC變換器的均流技術(shù)、利用混沌運(yùn)動(dòng)的初值敏感性提高DC-DC變換器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性等。 本文在前人研究的基礎(chǔ)上以Buck型變換器為研究對(duì)象，對(duì)其分叉與混沌現(xiàn)象進(jìn)行了研究，揭示了單個(gè)Buck變換器電路和并聯(lián)Buck變換器電路的分叉和混沌行為，并提出了混沌控制的方法，且通過了驗(yàn)證。 本文主要研究的內(nèi)容有： (1)回顧混沌研究的發(fā)展歷史和國內(nèi)外有關(guān)電子電路中非現(xiàn)象研究的發(fā)展和現(xiàn)狀，提出本文的研究?jī)?nèi)容和方向

3、； (2)總結(jié)相關(guān)的分叉與混沌理論、DC-DC開關(guān)變換器的類型、控制策略和研究混沌現(xiàn)象的方法和手段以及現(xiàn)有的研究成果； (3)以單個(gè) Buck 變換器為研究對(duì)象，分別建立了其連續(xù)狀態(tài)空間方程模型和離散迭代映射模型，對(duì)其進(jìn)行了仿真研究，揭示了其在一定條件下的分叉和混沌行為，并通過理論進(jìn)行了驗(yàn)證，與仿真的結(jié)果完全一致； (4)以主從控制的并聯(lián) Buck 變換器為研究對(duì)象，分析了其電路結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)出其動(dòng)力學(xué)方程，并且通過

4、在一定范圍內(nèi)改變參數(shù)得到了該系統(tǒng)在不同參數(shù)變化下的分叉圖，揭示了其非線性現(xiàn)象。并通過理論分析，驗(yàn)證了仿真結(jié)果，揭示了其分叉和混沌行為產(chǎn)生的原因； (5)在對(duì)并聯(lián) Buck 變換器電路仿真研究和理論分析的基礎(chǔ)上，提出了時(shí)間與參數(shù)映射的方法，并提出了混沌控制的解決方案——相移法。通過將系統(tǒng)的其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)發(fā)生相位移動(dòng)或延遲，把系統(tǒng)的混沌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)Buck變換器電路的混沌控制。之后通過對(duì)其相移前后