基于多尺度思想的DC-DC變換器建模方法研究.pdf

1、基于多尺度思想的DCDC變換器建模方法研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：沈昊指導(dǎo)教師：唐春森副教授專業(yè)：控制科學(xué)與工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二O一六年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要為了分析自然界中存在的許多尺度現(xiàn)象，多尺度建模思想(Multiscalemodelingmethod)應(yīng)運(yùn)而生。其核心思想是針對(duì)同一系統(tǒng)建立不同尺度的數(shù)學(xué)模型，然后通過(guò)各尺度的模型進(jìn)行分析，最后將分析結(jié)果進(jìn)行綜合。這樣多層次的分析

2、系統(tǒng)可以更好地表現(xiàn)這些尺度現(xiàn)象的本質(zhì)特征。DCDC變換器作為一復(fù)雜系統(tǒng)，其許多物理現(xiàn)象都具有多尺度特征，同時(shí)，人們?cè)诠こ虒?shí)踐中對(duì)其工作過(guò)程的觀察往往也是在不同尺度上進(jìn)行的。目前，針對(duì)DCDC變換器的建模方法都是在單一尺度上進(jìn)行的，一些物理現(xiàn)象不能直接通過(guò)單一尺度模型所觀察到，如開關(guān)管電壓電流過(guò)沖現(xiàn)象等。因此，為了更好地分析這些尺度現(xiàn)象，研究DCDC變換器的多尺度模型就顯得十分必要。本文針對(duì)DCDC變換器的多尺度特性，以BUCK電路為研究

3、對(duì)象，提出一種基于多尺度思想的建模分析方法，并將該方法應(yīng)用到實(shí)際的DCDC變換器分析與研究中。本文主要開展了以下工作：首先，闡述了多尺度系統(tǒng)的基本理論知識(shí)，分別從尺度概念、空間與時(shí)間尺度概念、多尺度系統(tǒng)概念以及多尺度系統(tǒng)相空間概念這四個(gè)方面對(duì)多尺度系統(tǒng)進(jìn)行了分析；并以一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)為例，介紹了多尺度隨機(jī)系統(tǒng)。其次，對(duì)電力電子系統(tǒng)進(jìn)行了尺度劃分并對(duì)各尺度的含義進(jìn)行了闡釋，在此基礎(chǔ)上提出了電力電子系統(tǒng)多尺度模型庫(kù)框架；分析了DCDC變換器的多

4、尺度表達(dá)，提出了DCDC變換器多尺度模型的核心思想；建立了DCDC變換器多尺度模型庫(kù)框架，并研究了基于該框架的多尺度切換策略。然后，以BUCK電路作為研究對(duì)象，分析了其工作原理；根據(jù)BUCK電路具有的混雜系統(tǒng)特性，建立了基于混雜自動(dòng)機(jī)的電路級(jí)尺度模型，研究了該模型的混雜控制策略，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該模型理論的正確性；根據(jù)IGBT的內(nèi)部工作機(jī)理，在Hefner模型的基礎(chǔ)上建立了器件級(jí)尺度模型，并通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的有效性。最后，分析