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(fù)雜抽象的非線性動(dòng)力學(xué)問題,而以往該問題的數(shù)學(xué)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(yù)定的穩(wěn)定軌道上,存在控制不準(zhǔn)或?qū)崿F(xiàn)困難的問題。DC/DC變換器有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用,而當(dāng)這種電路隨著參數(shù)的變化出現(xiàn)混沌行為時(shí),將導(dǎo)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(duì)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(jī)理

2、及研究更佳控制策略問題有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此,本文主要從這兩個(gè)重要方面展開研究。
　　首先,簡(jiǎn)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(jìn)展與現(xiàn)狀。在此認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上,本文對(duì)混沌研究相關(guān)的非線性動(dòng)力學(xué)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(chǔ),系統(tǒng)地推導(dǎo)了該變換器精確離散數(shù)學(xué)模型,對(duì)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(jìn)行數(shù)值計(jì)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(jì)算結(jié)果與電路仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)學(xué)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(hào)替代原方法離散的控制序列為思路提出一種改進(jìn)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(dǎo)了COGY控制信號(hào)的函數(shù)表達(dá)式,并建立了控制電路模型。進(jìn)行了Matlab數(shù)值計(jì)算與電路仿真結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)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(hào),無需在每個(gè)龐加萊返回時(shí)刻采樣差分計(jì)算,極大地提高了操作性。另外,相比OGY方法脈動(dòng)的控制序列,連續(xù)的控制信號(hào)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(duì)變