电压型控制SIDO CCM Buck变换器的统一离散迭代映射模型及稳定性研究 被引量：12

1

作者 王瑶 许建平 周国华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2717-2727,共11页

以工作于电感电流连续模式（continue conduction mode,CCM）的电压型控制单电感双输出（single-inductor dual-output,SIDO）Buck变换器为研究对象,描述了电压型控制SIDO CCM Buck变换器的工作原理,指出变换器存在两种开关状态切换路... 以工作于电感电流连续模式（continue conduction mode,CCM）的电压型控制单电感双输出（single-inductor dual-output,SIDO）Buck变换器为研究对象,描述了电压型控制SIDO CCM Buck变换器的工作原理,指出变换器存在两种开关状态切换路径。基于状态方程和开关切换函数,建立了电压型比例（P）控制和比例积分（PI）控制SIDO CCM Buck变换器工作于两种开关状态切换路径时的统一离散迭代映射模型。利用输出电压分岔图和统一离散迭代映射模型的雅克比矩阵特征值,分析了P控制和PI控制的比例系数和积分系数对变换器的稳定性影响。研究结果表明：不同于传统电压型控制CCM Buck变换器随误差放大器的比例系数增大而发生分岔的现象,电压型控制SIDO CCM Buck变换器随支路开关管电压控制回路的比例系数减小或主开关管电压控制回路的比例系数增大而发生Hopf分岔,变换器从稳定工作状态进入不稳定的低频振荡。且积分系数越大,变换器越不稳定,比例系数的稳定范围越小。最后,建立了电压型控制SIDO CCM Buck变换器的仿真和实验电路,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 单电感双输出 统一离散迭代映射模型 特征值 分岔 稳定性

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电流型全桥软开关变换器的离散映射建模与仿真 被引量：9

2

作者 孙跃 李良 +2 位作者 戴欣 苏玉刚 王智慧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期20-24,共5页

介绍了高频电流型全桥软开关功率变换电路,该电路是一个高阶、多模态的非线性动态开关系统,传统的平均化建模方法以及定周期离散映射方法已不适用这类开关电路的精确动力学行为分析。本文提出了一种适合于软开关电力电子电路的基于离散... 介绍了高频电流型全桥软开关功率变换电路,该电路是一个高阶、多模态的非线性动态开关系统,传统的平均化建模方法以及定周期离散映射方法已不适用这类开关电路的精确动力学行为分析。本文提出了一种适合于软开关电力电子电路的基于离散映射模型的建模方法,并根据电路的拓扑建立了其离散映射模型,在此基础进行了仿真分析,其结果已被成功应用于非接触电能传输系统中,并达到了令人满意的实际效果。为一般的软开关电路建模与非线性分析提供了建模方法。 展开更多

关键词 离散映射模型 软开关 变换器 电力电子电路建模

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软开关变换电路精细离散映射建模方法研究 被引量：3

3

作者 苏玉刚 戴欣 孙跃 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期672-675,683,共5页

针对软开关变换电路系统的快尺度动力学行为分析,通过引入精细时间尺度概念,提出了精细离散映射模型的构建方法,分析了该离散映射模型在跨边界映射时误差产生的机理。针对边界条件的求解,在跨边界映射中引入了一种修正映射,并重点解决... 针对软开关变换电路系统的快尺度动力学行为分析,通过引入精细时间尺度概念,提出了精细离散映射模型的构建方法,分析了该离散映射模型在跨边界映射时误差产生的机理。针对边界条件的求解,在跨边界映射中引入了一种修正映射,并重点解决在修正映射中边界点的准确计算以及零时间映射的构建问题。通过在离散模型的映射序列嵌入该修正映射,能很好地解决边界条件求解时的误差产生问题,同时又不会显著增加模型计算工作量。 展开更多

关键词 软开关变换电路 精细时间尺度 离散映射模型 边界条件求解

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开关纹波交互作用下负载变换器的稳定性机理

4

作者 张希 陆大辉 +2 位作者 金立强 闫冠宇 包伯成 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期256-266,共11页

在级联功率变换器中,源变换器与负载变换器之间的开关纹波交互可重塑公共耦合点处的电压纹波。当输出电容等效串联电阻(ESR)较大时,源变换器的输出电压纹波对负载变换器的稳定性具有显著的影响。为了揭示开关纹波交互作用对负载变换器... 在级联功率变换器中,源变换器与负载变换器之间的开关纹波交互可重塑公共耦合点处的电压纹波。当输出电容等效串联电阻(ESR)较大时,源变换器的输出电压纹波对负载变换器的稳定性具有显著的影响。为了揭示开关纹波交互作用对负载变换器稳定性的影响,本文以级联的谷值电压(VVR)控制Buck变换器为例,通过动力学建模和稳定性分析等方法来阐述负载变换器的稳定性机理。首先,分析了源变换器与负载变换器公共耦合点处电压纹波的特性,利用分岔图展示了负载变换器随源变换器和负载变换器电感值变化时的动力学行为。然后,明确了级联VVR控制Buck变换器在一个开关周期内的3种开关状态序列,建立了相应的近似离散映射模型,并推导了不动点邻域内的Jacobi矩阵及其特征根;通过监测Jacobi矩阵的特征根随源变换器和负载变换器电感值变化的运动轨迹,明晰了开关纹波交互作用下负载变换器的失稳机理。特征根分析结果表明,增大源变换器的电感值可以提高负载变换器的稳定性,而增大负载变换器的电感值将降低负载变换器的稳定性。最后,搭建了级联VVR控制Buck变换器的实验样机,结合理论分析给出了相应的电路仿真结果和实验结果。电路仿真结果和实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 开关纹波交互作用 级联功率变换器 负载变换器 稳定性机理 离散映射模型

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开关DC-DC变换器斜坡补偿的稳定性控制研究 被引量：30

5

作者 包伯成 许建平 刘中 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期397-400,共4页

从混沌稳定性控制的角度研究了采用斜坡补偿的buck、boost和buck-boost开关DC-DC变换器的稳定性控制机理,建立了采用补偿斜坡的开关变换器的离散映射迭代模型,得到了开关变换器电路的稳定性判据和补偿斜坡斜率的表达式。利用分叉图、Lya... 从混沌稳定性控制的角度研究了采用斜坡补偿的buck、boost和buck-boost开关DC-DC变换器的稳定性控制机理,建立了采用补偿斜坡的开关变换器的离散映射迭代模型,得到了开关变换器电路的稳定性判据和补偿斜坡斜率的表达式。利用分叉图、Lyapunov指数谱和时域波形图,清晰地描绘出补偿斜坡电流(或电压)对开关变换器的电路稳定性能的影响。研究结果表明,采用斜坡补偿技术能有效地改善开关DC-DC变换器的稳定性。 展开更多

关键词 离散映射模型 斜坡补偿 稳定性控制 开关DC-DC变换器

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固定关断时间控制Buck变换器斜坡补偿技术及其机理研究 被引量：8

6

作者 张希 许建平 +1 位作者 包伯成 贺明智 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第36期6426-6434,共9页

当输出电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)较小时,固定关断时间控制(fixed off-time,FOT)控制Buck变换器可能工作在不稳定的混沌状态。提出FOT控制Buck变换器的斜坡补偿技术,通过采样电感电流信息对输出电容电压进行... 当输出电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)较小时,固定关断时间控制(fixed off-time,FOT)控制Buck变换器可能工作在不稳定的混沌状态。提出FOT控制Buck变换器的斜坡补偿技术,通过采样电感电流信息对输出电容电压进行电压斜坡补偿,实现了低ESR输出电容FOT控制Buck变换器的稳定工作。分析斜坡补偿的作用机理,给出确保变换器稳定工作时斜坡补偿电压斜率的临界值。建立斜坡补偿FOT控制Buck变换器的离散映射模型,研究斜坡补偿电压斜率作为分岔参数时斜坡补偿FOT控制Buck变换器的动力学行为。研究结果表明,斜坡补偿有效拓宽了变换器输出电容ESR的稳定工作范围,通过斜坡补偿技术,输出电容ESR较小时FOT控制Buck变换器也能稳定正常工作。实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 斜坡补偿 固定关断时间控制 等效串联电阻 离散映射模型 分岔

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I^2控制Buck变换器的一阶动力学分析 被引量：5

7

作者 周群 徐懿 +2 位作者 张金保 宁佳 曾雪洋 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期387-392,共6页

通过降阶处理,建立了I^2控制Buck变换器的一阶离散映射迭代模型,研究了该模型的非线性动力学行为。通过分析检测电阻Rs和误差放大器比例系数k1为变量参数的分岔图,研究了系统从稳定周期1进入倍周分岔,从连续导电模式(CCM)鲁棒混沌进入... 通过降阶处理,建立了I^2控制Buck变换器的一阶离散映射迭代模型,研究了该模型的非线性动力学行为。通过分析检测电阻Rs和误差放大器比例系数k1为变量参数的分岔图,研究了系统从稳定周期1进入倍周分岔,从连续导电模式(CCM)鲁棒混沌进入断续导电模式(DCM)阵发混沌的动力学形为。通过Rs-Vo和k1-Vo参数空间分析和离散迭代映射空间分析,得到了稳定性和工作模式的变化情况,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 稳定分析 混沌 离散映射模型 一阶模型 开关DC—DC变换器

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级联开关变换器中源变换器的稳定性机理研究 被引量：3

8

作者 张希 王天石 +1 位作者 沙金 包伯成 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期73-82,共10页

在级联开关变换器中,负载变换器前馈电流纹波可重塑源变换器的输出电压纹波,导致源变换器的稳定性发生变化。以峰值电压纹波(PVR)控制Buck变换器级联峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器为例,研究了级联开关变换器中源变换器的稳定性机理... 在级联开关变换器中,负载变换器前馈电流纹波可重塑源变换器的输出电压纹波,导致源变换器的稳定性发生变化。以峰值电压纹波(PVR)控制Buck变换器级联峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器为例,研究了级联开关变换器中源变换器的稳定性机理。首先,展示了负载变换器前馈电流纹波对源变换器稳定性的影响,分析了源变换器随所选电路参数变化的分岔行为;其次,建立了级联开关变换器具有3种开关状态序列的离散映射模型,推导了其在不动点邻域内的Jacobi矩阵,通过监测Jacobi矩阵的特征根轨迹明晰了源变换器随所选电路参数变化的失稳机理;最后,实验结果验证了仿真分析和理论分析的正确性。 展开更多

关键词 级联开关变换器 离散映射模型 前馈电流纹波 峰值电压纹波控制 稳定性

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多级串联电流型开关电感变换器的非线性现象研究 被引量：2

9

作者 王礼辉 陶彩霞 田莉 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第11期62-67,共6页

首次研究了多级串联电流型开关电感Buck-Boost变换器中的非线性现象,由频闪映射法得到了电流断续情况下系统的离散映射模型。通过MATLAB数值仿真,得到了在相同参数配置下,不同级联数时系统的非线性现象变化规律。根据系统离散映射模型... 首次研究了多级串联电流型开关电感Buck-Boost变换器中的非线性现象,由频闪映射法得到了电流断续情况下系统的离散映射模型。通过MATLAB数值仿真,得到了在相同参数配置下,不同级联数时系统的非线性现象变化规律。根据系统离散映射模型在不动点邻域处的雅可比矩阵特征值,得出了系统的最大李雅谱诺夫指数,对系统稳定性进行了分析。最后进行了相应的电路仿真和实验电路验证,实验结果与仿真结果一致。研究结果表明,多级串联电流型开关电感Buck-Boost变换器存在着分岔和混沌等丰富的非线性现象。 展开更多

关键词 开关电感 BUCK-BOOST 变换器 离散映射模型 非线性现象 系统稳定性

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断续电流型开关电感Buck-Boost变换器的分岔现象 被引量：9

10

作者 孙立山 杨爽 刘洪臣 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期55-61,共7页

为了分析开关电感结构的Buck-Boost变换器电路参数对系统性能的影响,基于断续电流模式下系统的离散迭代映射模型,利用开关变换器的动力学分析方法,采用分岔图和庞加莱截面研究了系统的稳定问题,并根据不动点邻域内Jacobian矩阵特征值的... 为了分析开关电感结构的Buck-Boost变换器电路参数对系统性能的影响,基于断续电流模式下系统的离散迭代映射模型,利用开关变换器的动力学分析方法,采用分岔图和庞加莱截面研究了系统的稳定问题,并根据不动点邻域内Jacobian矩阵特征值的变化情况确定了系统首次失稳时分岔点的位置.应用PSIM仿真,通过时域图和相轨图观察了变换器在不同参数变化下丰富的动力学演化过程,验证了理论分析的正确性.结果表明:当开关电感Buck-Boost变换器工作于DCM模式下时,其工作状态主要受电流边界Ib2的影响,电流边界Ib1对系统稳定性的影响相对较小,随着电路参数的变化,系统经边界碰撞分岔最终进入DCM阵发混沌状态. 展开更多

关键词 断续电流模式 开关电感 BUCK-BOOST变换器 离散迭代映射模型 分岔

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电流型控制单电感双输出Buck变换器的动力学行为分析 被引量：3

11

作者 王瑶 徐利梅 +1 位作者 李爱 廖凯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期643-651,共9页

通过对电流型控制单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器工作原理的描述,推导了三个电感电流边界,建立了电流型控制SIDO Buck变换器的离散迭代映射模型。采用分岔图和李雅普诺夫指数,分析了以输入电压和输出电压为... 通过对电流型控制单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器工作原理的描述,推导了三个电感电流边界,建立了电流型控制SIDO Buck变换器的离散迭代映射模型。采用分岔图和李雅普诺夫指数,分析了以输入电压和输出电压为变化参数的分岔行为。通过稳定性分析,得到了电流型控制SIDO Buck变换器从稳定的周期1工作状态到不稳定工作状态,从电感电流连续导电模式到断续导电模式转移的分界线方程,并利用参数空间映射图对变换器的工作状态域进行了估计。研究结果表明:随着电路参数变化,电流型控制SIDO Buck变换器发生了倍周期分岔和混沌,且运行轨道与三个边界碰撞后产生不同的分岔路由,包括周期数倍增和工作模式转移。最后,建立了电流型控制SIDO Buck变换器的仿真和实验电路,时域仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 电流型控制 单电感双输出 离散迭代映射模型 分岔

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滑模变结构控制H6结构逆变器的非线性行为和稳定域 被引量：12

12

作者 代云中 任海军 +1 位作者 林春旭 吴显松 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1152-1159,共8页

为了分析滑模变结构控制H6结构逆变器(SMCI-H6)系统工作过程中的非线性行为,并确定其稳定工作的控制参数范围,采用频闪映射法建立了SMCI-H6系统的离散模型。采用折叠图、时域图、频谱图和快变稳定性定理对SMCI-H6的非线性行为和稳定域... 为了分析滑模变结构控制H6结构逆变器(SMCI-H6)系统工作过程中的非线性行为,并确定其稳定工作的控制参数范围,采用频闪映射法建立了SMCI-H6系统的离散模型。采用折叠图、时域图、频谱图和快变稳定性定理对SMCI-H6的非线性行为和稳定域进行了研究;并针对系统滑模控制系数ke的稳定域较窄的问题,提出了一种改进的控制方法。结果表明:系统存在一种状态量从周期1态突变为周期2态的状态突变非线性行为,且ke的稳定域为[0,0.021]。仿真与实验表明,改进控制将ke的稳定域提高了2.29倍。研究结果为分析SMCI-H6系统的非线性行为及其稳定域提供了可靠依据。 展开更多

关键词 H6结构逆变器 离散迭代映射模型 滑模变结构控制 状态突变现象 非线性行为 稳定域

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SIDO Buck变换器的交错控制及稳定性分析

13

作者 周宇飞 熊向晖 顾志铭 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第5期918-926,共9页

为了提高电压模式控制单电感双输出(single-inductor dual-output, SIDO) Buck变换器的稳定性,引入了交错延迟控制。在开关切换函数和系统状态方程的基础上,建立了最优交错延迟下该变换器的离散迭代映射模型,得出了变换器的工作路径和... 为了提高电压模式控制单电感双输出(single-inductor dual-output, SIDO) Buck变换器的稳定性,引入了交错延迟控制。在开关切换函数和系统状态方程的基础上,建立了最优交错延迟下该变换器的离散迭代映射模型,得出了变换器的工作路径和输入电压变化时的状态分岔图,并分析了变换器的分岔现象。同时与该变换器在无交错延迟下的分岔情况进行了对比分析。最后得到了交错延迟下的雅可比矩阵,并利用特征值对系统进行了稳定性分析。研究表明,在一定区间内,交错延迟能提高系统的稳定性,且电路参数变化影响稳定区间,而最优交错延迟能使稳定性大幅提高,这对提高电压模式控制单电感双输出SIDO Buck变换器的稳定性和分岔控制具有参考意义。 展开更多

关键词 单电感双输出 交错延迟控制 最优交错延迟 离散迭代映射模型 稳定性

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