电压型Buck变换器中的低频振荡分析

分析了具有PI控制的Buck变换器中的低频振荡现象。利用离散模型研究了Buck变换器中的低频振荡现象,结果表明系统产生低频振荡的原因是状态变量发生了Hopf分岔。采用状态空间平均的小信号模型分析了变换器的稳定性,它所确定的稳定运行临界点恰好与从离散模型得到的Hopf分岔点的位置相吻合,这表明线性的小信号平均模型可以准确的预测低频振荡的参数稳定域。通过分析发生低频振荡后的频率和幅值,结果表明Buck变换器中的低频振荡现象实际上是一种自激振荡。最后通过数值仿真和电路实验验证了理论分析的合理性。     

Buck变换器仿真模型及分岔与混沌研究

对工作于电流连续模式下的电压控制型Buck变换器,利用仿真软件Matlab/Simulink,建立了一个对其非线性现象进行研究的仿真模型。根据其结构、电路参数及不同的工作条件,该模型可分别从时域与相图的角度对Buck变换器中的分岔与混沌进行分析。通过计算机仿真,观察到了以输入电压和输出电容作为分岔参数的混沌现象及系统输出特性,在V-I相图中观察到了系统由稳定到混沌的演化过程。所有仿真结果均与以往的理论分析相符,因而验证了该模型的合理性和可行性。具有重要意义的是该建模方法也适用于其它DC/DC变换器。     

PFC Boost变换器的非线性现象仿真研究

分析了基于平均电流控制的PFCBoost变换器的工作原理，采用Simulink模型建立了主电路的开关模型，对PFC变换器进行了数字仿真。仿真结果说明了在PFCBoost变换器中同时存在两种不同时标下的不稳定现象，最后利用Matlab软件中的S函数建立系统状态空间平均模型得到了低频分岔图，证明了所建立仿真模型的正确性。所建立的PFC变换器模型为精确分析电力电子变换器在参数变化时的动态性能提供了有效工具。     

三电平DC-DC变换器统一建模研究

针对三电平直流变换器这样一个时变的、非线性的、多模态的动态系统,在低频、小纹波和小信号假设下,引入开关周期平均算子,利用状态空间平均法和欧拉公式,推导了其统一数学模型.以改进型三电平Buck直流变换器为例,应用此方法建立其数学模型,并用MATLAB仿真软件对其状态空间平均法数学模型和变换器电路模型进行仿真,仿真结果证明了用该方法建立的数学模型具有一定的合理性.     

一种DC-DC变换器的离散数学模型

当DC-DC变换器工作于大信号运行条件或系统中出现较大振荡时,变换器将呈现电感电流连续和不连续两种运行模式,为了更确切地描述系统特性,建立了基于两种运行模式的DC.DC变换器离散数学模型.分别给出了基本的Boost和Buck变换器每个开关周期中功率开关关断后电感电流持续时间的计算方法,并根据电流持续时间与开关断开时间的关系预测下个工作周期变换器的运行模式,确定模型的系数矩阵.根据与Simulink系统模块运行结果的比较,验证了离散数学模型的正确性.     

半桥变换器中的非线性现象研究

研究了一个实际的半桥变换器,在电流连续模式下把该变换器的四个开关状态等效为两个开关状态,推导出了其等效电压模式控制的Buck电路拓扑.根据这个拓扑,基于Matlab/Simulink构建了读变换器的等效仿真模型,该模型可被用于研究其在时域和V-I相空间的非线性现象.当输入电压、电容和电感的值变化时,分别进行了仿真,并把混沌现象在相图上加以显示.对仿真结果进行了分析.输入电压的波动、不适当的变压器变比、不适当的电容和电感参数都可把该变换器带到混沌运行范围.从而该实际半桥变换器的非线性现象被加以验证.     

CCM和DCM模式Buck变换器建模与混沌现象仿真

利用Matlab/Simulink分别建立了电流连续和断续模式的电压控制型Buck变换器的两种模型,通过仿真观察到了混沌现象。该模型成功地模拟了可控功率开关的开关状态及其PWM驱动信号,非常贴近于开关的实际工作状态。对两种模式的模型进行仿真,在电流连续模型中,得出输入电压变化时的V-I相图和系统主要电量的时域波形图,观察到了系统由稳定到混沌的演化过程;在电流断续模型中,得到了负载电阻和电感变化时系统动力学行为变化的相图,从而验证了电流断续模式下混沌现象的存在性。仿真结果均符合理论分析。     

基于采样数据模型的DC-DC变换器中分岔现象分析

DC-DC变换器中存在着丰富的非线性现象,分岔的出现是DC-DC变换器失稳的表现。为研究DC-DC变换器中的分岔现象,采用采样数据法建立DC-DC变换器的精确数学模型,给出对分岔现象进行仿真分析的公式,以Buck变换器为例,通过仿真和实验观察不同参数下分岔现象的出现,从而得出电路参数变化对DC-DC变换器稳定性的影响。     

开关变换器的仿真建模方法及最大Lyapunov指数计算

提出DC-DC开关变换器的两种建模方法,并对之进行了比较,以便更有效地对变换器中的各种线性、非线性现象进行数值仿真及分析计算。一种建模方法是考虑时间,将时间变量看成为一个状态变量,从而建立非自治系统模型;另一种是不考虑时间,而仅考虑电路状态变量,来建立变换器的自治系统模型。两种模型的数值仿真结果完全一致,但以这两种模型为基础,计算所得到的最大Lyapunov指数的表现是不同的,相比较而言,以自治系统模型为基础,计算所得的最大Lyapunov指数包含更多的信息,它不仅能指示混沌的产生,而且可以指示各次分叉的情况。     

离散数据模型的PFC变换器非线性现象仿真研究

对于平均电流控制下的PFC Boost 变换器,根据其工作基本原理,推导了其离散迭代映射数学模型.基于该数学模型,通过数字仿真确定了存在于变换器中的快时标不稳定现象.通过对系统数学模型的详细分析,与PFC变换器的Simulink精确开关模型仿真结果相比较,得到了一致结论,从而证明了该变换器离散数学模型的正确性,为PFC变换器参数设计提供了理论依据.     

一种基于SPWM的交-直-交型变频器系统简化模型

针对应用Matlab/Simulink/PSB对交-直-交变频器建模仿真存在运算量大,耗时长的问题,提出了一种适合于控制系统分析设计的简化高效的基于SPWM变频器系统模型.首先详细推导了基于通用模块的变频器开关函数模型;然后提出一种代替SPWM脉宽调制环节的等效方法,组成了变频器系统的简化模型,并分析了基于简化模型设计控制系统的有效性;最后通过仿真进行验证.结果表明简化模型保持了原模型的外部特性而实际用时显著缩短,适合于控制技术研究的仿真应用.     

基于Simulink的Sigma-Delta A/D转换器调制器系统建模

基于Sigma-Delta模数转换器结构,采用Simulink仿真工具提出了过采样Sigma-Delta调制器系统建模方法。结合调制器结构参数和电路噪声参数,建立了二阶低通型和二阶带通型过采样Sigma-Delta模数转换器调制器的非理想系统模型,并对调制器的功率谱密度图和信噪比进行仿真,验证了建模方法的正确性。     

BOOST变换器中混沌现象及其控制的仿真研究

分析了工作在电流断续状态下BOOST变换器的离散迭代模型,对该迭代模型的分岔现象进行了仿真研究。基于MATLAB的POWER SYSTEM工具箱,采用基于器件模型的仿真研究证实了该变换器中的混沌现象。针对该混沌现象采用了跟踪控制方法进行控制,该方法消除了变换器中的混沌现象,使变换器工作在周期1状态,基于迭代模型和器件模型的仿真结果表明了混沌现象的存在和所提控制方法的有效性。     

基于Modelica的直线电机控制系统建模与仿真研究

Modelica是一种新型建模语言,采用代数微分方程对机电领域组件和耦合关系进行统一描述,适合于机电产品的建模与仿真。应用Modelica研究直线电机控制系统性能是一种新方法。在建立直线电机控制系统数学模型的基础上,展示了系统、电/机转换部件Modelica模型的建立过程。对系统进行图形化和语言化建模,实现了基于开源平台OpenModelica的模型仿真及结果输出;与基于Simulink的系统模型仿真进行对比,结果基本一致。     

BUCK转换器中的分岔与混沌研究

BUCK开关转换器是一种典型的分段光滑动力学系统,改变转换器的电路参数条件会产生许多动力学行为。我们建立了电路的动力学方程,改变电路各参数,采用数值仿真的方法来分析了转换器的分岔和混沌现象。这对于研究其它DC-DC转换器具有一般意义。在这里采用的是MATLAB软件,并讨论了仿真时一些问题。