分?jǐn)?shù)階開(kāi)關(guān)變換器的非線性動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、分?jǐn)?shù)階開(kāi)關(guān)變換器的建模與分析是開(kāi)關(guān)變換器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前使用的建模方法具有自身的局限性，無(wú)法深入全面地分析開(kāi)關(guān)變換器的混沌現(xiàn)象?；谏鲜鰡?wèn)題，采用預(yù)估-校正等方法研究了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及非線性動(dòng)力學(xué)特性，重點(diǎn)研究了分?jǐn)?shù)階次對(duì)系統(tǒng)的分岔行為影響，研究結(jié)果具有理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)工程應(yīng)用廣泛的電感電流連續(xù)模式Buck變換器和同步開(kāi)關(guān)Z源變換器，建立狀態(tài)平均模型，分析穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)、傳遞函數(shù)及紋波表達(dá)式等方程，研究系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性；建

2、立預(yù)估-校正模型，以同量分?jǐn)?shù)階、非同量分?jǐn)?shù)階等電路參數(shù)為變量，從系統(tǒng)的分岔圖、熵均值圖入手，分析電路參數(shù)對(duì)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為的影響；最后建立 Oustaloup濾波器模型，仿真驗(yàn)證理論分析的正確性。結(jié)果表明預(yù)估-校正算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、精度高且不受分?jǐn)?shù)階次限制，可以更加深入、完整地刻畫變換器混沌現(xiàn)象，為分?jǐn)?shù)階變換器的非線性動(dòng)力學(xué)研究提供了理論基礎(chǔ)。分岔圖等研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電感電容的分?jǐn)?shù)階次及其他電路參數(shù)對(duì)分?jǐn)?shù)階Buck變換器和同步開(kāi)關(guān) Z源變

3、換器的混沌狀態(tài)具有顯著的影響作用；且電感階次的影響占主導(dǎo)，電容階次的影響次之。其次，當(dāng)固定電感階次時(shí)，改變電容階次，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)鏡像的分岔行為；當(dāng)固定電容階次改變電感階次時(shí)，系統(tǒng)則是由周期態(tài)到混沌態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換。另外，對(duì)于Buck變換器，同量分?jǐn)?shù)階的變化不會(huì)影響系統(tǒng)的工作狀態(tài)，而非同量分?jǐn)?shù)階的變化則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)從連續(xù)電流工作模式轉(zhuǎn)變到斷續(xù)電流工作模式；參考電流的變化同樣會(huì)使Buck變換器發(fā)生工作狀態(tài)的改變；對(duì)于同步開(kāi)關(guān) Z源變換器則一直保持在電