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《华南理工大学》 2000年
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DC-DC开关变换器闭环系统非线性分析方法研究

陈艳峰  
【摘要】:本文着重于DC-DC 开关变换器闭环系统非线性分析方法的研究。 根据开关功率变换器闭环系统的非线性本质,从非线性理论的角度研究其运行机理,以及大信号扰动下变换器闭环系统的稳定性分析是目前国际功率电子学的研究重点及难点之一。在全面回顾现有的闭环系统大信号分析方法后(第二章),本文认为,适于强非线性系统分析的等效小参量符号法具有明显的优越性,将其推广于变换器闭环系统的建模与分析当中颇具实际意义。基于此,本文进行了如下研究(第三~八章): 1.大信号统一建模方面: 通过引入表征开关通断状态的开关函数,建立了基本PWM 变换器工作于连续导电(CCM)及不连续导电模式(DCM)下统一的非线性大信号等效电路模型及数学描述(第三章)。该方法易推广到准谐振类变换器的建模分析中(第七章)。 2.变换器闭环系统稳态符号分析法方面: (1)建立了CCM 和DCM 工作的占空比控制PWM 变换器闭环系统的数学模型及以状态变量的函数描述的占空比方程,并基于等效小参量分析法提出了分析闭环系统的单重迭代符号算法和双重迭代符号算法。首次获得闭环系统以符号表示的状态变量和占空比纹波的解析解,易于掌握电路的工作机理,在工程设计及计算机符号分析当中具有明显的应用价值(第四、五章)。 (2)将所提出的算法推广到恒频电流模控制变换器闭环系统的分析中(第六章),提出了占空比的精确确定法及简化确定法。其中,前者不需要有波形线性及小纹波假设,具有更广阔的适用性。而后者在工程简化分析中具有重要意义。 (3)提出了调频准谐振变换器的降阶及全阶模型(第七章)。其中全阶模型同PWM 变换器的分析具有相同的形式,统一了PWM 类及谐振类变换器的分析,并能较直观地说明谐振状态变量的高次谐波分量对输出滤波状态变量并没有很大的影响。因而利用等效小参量法分析时,迭代较少的次数即可得到较准确的低频变量的稳态周期解,这正是本算法的优越性所在。 本文所提出的闭环系统分析方法在电流模控制变换器及准谐振变换器中的推广应用表明了本方法具有宽广的应用前景,因为它们是传统PWM 变换技术在控制
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TM46

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周宇飞;DC-DC开关变换器的滑模变结构控制方法及混沌状态研究[D];华南理工大学;2001年
2 牛全民;基于PSM模式的DC-DC功率变换器非线性建模及集成化设计[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 游剑文;移相全桥开关电源的设计[D];电子科技大学;2011年
2 李鹏;基于单周控制的数控直流电源的研究[D];华中科技大学;2011年
3 费斐;电流断续状态下Boost变换器数字优化控制[D];西安理工大学;2009年
4 曾毅;车载辅助控制电源建模分析与研究[D];中南大学;2010年
5 杨亚泽;基于等效小参量法的DC-DC开关变换器建模与仿真[D];中南大学;2010年
6 单国栋;三电平Buck直流变换器控制策略研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 陈艳峰,丘水生,伍言真;PWM开关功率变换器分析与仿真方法简述[J];电机与控制学报;1999年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 高继森;;半导体激光器反馈系统非线性仿真研究[J];半导体光电;2011年04期
5 刘煜,赵小宁,尉广军,任文霞;一种高效可控恒流源[J];半导体技术;2002年05期
6 涂用军;丘水生;;基于等效小参量法的CMOS LC振荡器特性分析[J];半导体技术;2009年06期
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10 任建华,沈柯;极值映射法在单模激光器数值分析中的适用性[J];北京理工大学学报;1998年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 刘树林;路小月;;一种同步整流变换器电流检测方法的研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
3 郝育新;刘彦琦;张伟;;基于平均法的van der Pol方程二次近似解及分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
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5 闫媛媛;刘锦波;;DC-DC变换器中无源性滑模控制策略的研究[A];第25届中国控制会议论文集(上册)[C];2006年
6 张长林;余建星;刘立名;;大型斜拉桥风致振动机理及分析方法[A];第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2002年
7 曹才开;;开关电源保护电路的研究[A];2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2006年
8 水嘉鹏;朱震刚;李健;刘国东;;应力应变关系中的ε~3项的阻尼特性[A];内耗与超声衰减——第四次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1994年
9 刘彦民;张纯江;朱艳萍;王英;;电压型三相整流器的控制[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
10 贾欣乐;苏宁;;船舶运动控制中的混沌研究[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
3 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
4 程如岐;基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究[D];南开大学;2010年
5 李莹;孔隙热弹性结构的线性和非线性静动力学特性研究[D];上海大学;2011年
6 魏周超;基于Lorenz型系统族的三维系统的复杂动力学研究[D];华南理工大学;2011年
7 乐江源;基于微分几何理论电力电子变换器非线性复合控制研究[D];华南理工大学;2011年
8 张耀强;陀螺仪转子系统非线性动力特性及稳定性分析[D];西安电子科技大学;2011年
9 徐开俊;动态跟踪模糊神经网络控制系统的研究[D];西南交通大学;2010年
10 江伟;电力电子电路中复杂行为分析及其控制研究[D];安徽大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹建;基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
2 康建胜;高功率因数开关电源的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
3 岳殿霞;多电平Buck直流变换器技术的研究[D];长春理工大学;2010年
4 林芳建;基于全桥串联谐振的电容器充电电源研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 成杰;变结构控制在阵列式磁集成电压调整模块中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
6 杨帆;LLC谐振变换器中平面无源集成的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 马文龙;水源井储量预估系统的研究与实现[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 张萍;一类非线性发展方程的定性性态[D];长春工业大学;2010年
9 毛盾;模糊滑模及通用模型控制在DC/DC变换器控制系统中的应用研究[D];华东理工大学;2011年
10 杨懿;基于Hamilton原理的转子—汽封—轴承系统非线性动力学问题研究[D];浙江大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁送云;丘水生;;等效小参量法求解强非线性系统的有效性研究[J];安阳工学院学报;2007年06期
2 黄志武,陈特放,蒋新华;电力机车用110伏IPM高频开关电源设计[J];长沙铁道学院学报;1997年01期
3 蔡宣三;功率电子在节能技术中的应用[J];电工电能新技术;1991年04期
4 万遇良;电力电子技术的发展趋势及应用[J];电工电能新技术;1995年02期
5 张波,曲颖;电压反馈型Boost变换器DCM的精确离散映射及其分岔和混沌现象[J];电工技术学报;2002年03期
6 薛雅丽,李斌,阮新波;Buck三电平变换器[J];电工技术学报;2003年03期
7 刘树林;刘健;寇蕾;钟久明;;Buck DC/DC变换器的输出纹波电压分析及其应用[J];电工技术学报;2007年02期
8 王凤岩;许建平;;不连续导电模式V~2C控制Boost变换器分析[J];电气应用;2007年06期
9 文亚凤;;状态空间平均法在开关电源动态建模中的应用[J];电气应用;2008年18期
10 陈艳峰,丘水生,伍言真;PWM开关功率变换器分析与仿真方法简述[J];电机与控制学报;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 周国华;基于纹波的开关功率变换器控制技术及其动力学行为研究[D];西南交通大学;2011年
2 马运东;直流变换器的三电平拓扑及其控制[D];南京航空航天大学;2003年
3 欧阳长莲;DC-DC开关变换器的建模分析与研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 罗萍;智能功率集成电路的跨周调制PSM及其测试技术研究[D];电子科技大学;2004年
5 林波涛;DC-DC开关变换器的非线性分析及拓扑研究[D];华南理工大学;1997年
6 伍言真;DC-DC开关变换器建模分析及其变结构控制方法的研究[D];华南理工大学;1998年
7 余明杨;变压器隔离全桥开关变换器的建模与应用技术研究[D];中南大学;2008年
8 罗全明;基本DC/DC变换器的组合拓扑及控制方法研究[D];重庆大学;2008年
9 任小永;高效率高功率密度通信模块电源技术的研究[D];南京航空航天大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李斌;三电平直流变换器的研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 柳莺;无源软开关三电平非隔离DC/DC变换电路的仿真与实验研究[D];浙江大学;2004年
3 刘丽娟;单周期控制DC/DC变换器研究[D];南京航空航天大学;2004年
4 张元媛;多电平直流变换器及其控制策略的研究[D];南京航空航天大学;2004年
5 彭晓珊;大容量高频开关电源的研制[D];中南大学;2004年
6 章涛;高输入电压大功率DC-DC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2005年
7 刘霞;单相有源功率因数校正电路研究[D];西南交通大学;2005年
8 余新颜;高功率因数软开关逆变弧焊电源的研究[D];华中科技大学;2005年
9 崔德友;基于DSP控制的PWM型开关电源的研究与开发[D];大连理工大学;2006年
10 郎芸萍;Boost-PFC电路拓扑和控制算法的研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张庆;张小勇;孙立辉;谢伟;周帅;;基于能量守恒平均电路的半桥变换器建模与仿真[J];机电工程技术;2013年04期
2 殷沐林;;滑模控制策略在BUCK型开关变换器中的应用[J];中外企业家;2012年18期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 赵益波;切换线性系统的建模与分析[D];华南理工大学;2011年
3 江伟;电力电子电路中复杂行为分析及其控制研究[D];安徽大学;2011年
4 袁臣虎;开关电源DC/DC变换器电路参数及新拓扑研究[D];天津大学;2012年
5 魏巍;多流体混合微流控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 王诗兵;高阶开关功率变换器中的非线性动力学行为及其控制研究[D];安徽大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡波;高压同步整流降压型DC/DC变换器的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
2 杨娟;基于数字控制的双向DC/DC储能变流器的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 余文婷;基于混沌同步的DC/DC Boost变换器并联均流控制[D];华南理工大学;2010年
4 王朋;基于移相全桥变换器的可调直流电源的研究[D];武汉科技大学;2010年
5 田立东;40W可调光LED驱动器的技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
6 李满;基于混沌理论的混合级联多电平逆变器在STATCOM中的应用研究[D];天津理工大学;2012年
7 任祥龙;基于电机电池协调控制的混合动力再生制动控制算法研究[D];吉林大学;2012年
8 陈光;基于非线性电路原理的变换器分叉特性研究[D];安徽大学;2012年
9 李俊霖;基于模拟控制的100kW双向储能变流器的研究[D];华北电力大学;2012年
10 李孟阳;高频智能大功率开关电源的研究与设计[D];中南大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯之钺,罗秀文;电力电子学的发展趋势[J];电工电能新技术;1991年02期
2 陈艳峰,丘水生,伍言真,周小安;MATLAB与PSPICE相结合用于开关功率变换器仿真的方法[J];电机与控制学报;1999年02期
3 吴济钧;电力半导体器件及其装置的发展趋势[J];电力电子技术;1994年01期
4 王兆安;电力电子技术的发展动向[J];电力电子技术;1995年04期
5 林波涛,丘水生;DC-DC开关功率变换器分析方法的述评[J];电路与系统学报;1998年03期
6 丘水生;开关功率变换器符号分析方法的原理[J];电子学报;1997年01期
7 高潮,邱关源;直流电-直流电开关变流器的统一建模方法[J];电子学报;1995年02期
8 林波涛,丘水生;一种统一的准谐振开关变换器的等效电路分析法──高频网络平均法[J];电子学报;1995年08期
9 林波涛,丘水生;PWM开关变换器的符号分析[J];电子学报;1996年09期
10 丘水生;分析开关功率变换器的一种新方法[J];华南理工大学学报(自然科学版);1994年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈卫田,施颂椒,张钟俊;具有有界扰动的时变非线性系统的鲁棒控制[J];上海交通大学学报;1996年11期
2 吴玉香;王萍;;基于反馈线性化同步伺服电机鲁棒跟踪控制[J];控制工程;2008年01期
3 郝宁眉;张勇;;一类不确定非线性时滞系统的保成本控制[J];科学技术与工程;2011年08期
4 严星刚,林辉,戴冠中;基于闭环回路的非线性系统迭代学习控制[J];电机与控制学报;1997年04期
5 王向东,高立群,张嗣瀛;一类不确定非线性系统的鲁棒镇定[J];东北大学学报(自然科学版);1998年03期
6 袁向阳;施颂椒;;一类非线性系统的基于神经网络的稳定自适应控制器设计方法[J];电气自动化;1999年03期
7 秦孝艳;;一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制[J];辽宁工学院学报;2006年02期
8 查旭;郭法涛;;一类非线性系统的自适应控制及其在发动机中的应用[J];推进技术;2007年01期
9 晋玉强;梁瑞胜;申浩;;一类非线性系统的神经网络自适应控制[J];海军航空工程学院学报;2007年02期
10 谢楠;;不确定非线性离散时滞系统的可靠保成本控制[J];山东大学学报(工学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈彭年;秦化淑;;非线性系统分岐解的动态输出反馈抑制[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
2 李世华;田玉平;;一类二阶非线性系统的有限时间状态反馈控制器[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
3 秦孝艳;陈卫田;初学导;;不确定非线性系统的鲁棒自适应控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
4 胡维多;文传源;;一个非线性输入输出解耦的动态状态反馈结构[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
5 陈卫田;李继峰;李洪亮;初学导;;有界扰动下的非线性输出反馈适应控制[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
6 俞辉;王光彩;袁震东;;离散时间非线性系统的间接自适应模糊控制[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1999年
7 陈彭年;秦化淑;;非线性系统平稳分歧解的控制[A];第二十届中国控制会议论文集(上)[C];2001年
8 费树岷;霍伟;;一类非线性系统的全局渐近跟踪[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
9 周涌;陈庆伟;吴晓蓓;胡维礼;;基于模糊神经网络模型的非线性内模控制:鲁棒稳定性分析[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
10 秦滨;韩志刚;;可线性化非线性系统的自适应控制[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 俞杰吴胜 董斌;莫要泛化“非线性”[N];中国国防报;2007年
2 朱立飞 赵勇;发票闭环系统全程跟踪税源[N];中国税务报;2005年
3 孟庆刚 王连心;中医药研究别忘了非线性[N];中国中医药报;2006年
4 黄尊文;军事思维模式的线性与非线性[N];解放军报;2006年
5 周虎城;信访扩权只能是应时之举[N];南方日报;2009年
6 记者 杨晓 实习生 王荍;创建量子力学新论[N];四川日报;2005年
7 徐继鸿;“混沌”的魅力[N];新疆日报(汉);2000年
8 记者 芦伟/北京;非线性制播系统之解决方案[N];电子资讯时报;2003年
9 记者 李宏乾;MES可望成就我国节能经济[N];中国化工报;2005年
10 本版编辑 覃光华 方华 本刊记者 庞亚斌;面向对象技术:让洪水预报更及时[N];中国水利报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈艳峰;DC-DC开关变换器闭环系统非线性分析方法研究[D];华南理工大学;2000年
2 陈作贤;最小相位不确定非线性系统的鲁棒自适应输出调节[D];中国科学技术大学;2008年
3 康强;不确定非线性系统的自适应模糊控制[D];大连理工大学;2009年
4 刘晓华;非线性系统模糊控制研究[D];大连理工大学;2002年
5 谢楠;不确定非线性时滞系统的保成本控制研究[D];中国海洋大学;2005年
6 赵峻;基于学习方法的非线性系统主动容错控制研究[D];中国矿业大学;2010年
7 何静;基于观测器的非线性系统鲁棒故障检测与重构方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 苏亚坤;基于T-S模糊模型的非线性系统的控制与滤波设计[D];青岛大学;2010年
9 刘鹏;非线性时滞系统最优控制器的近似设计研究[D];中国海洋大学;2005年
10 孙刚;不确定下三角非线性系统自适应控制[D];大连海事大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱丽雅;非线性不确定系统的自适应神经网络控制[D];南京信息工程大学;2008年
2 黄立波;非线性系统的神经网络模型预测控制[D];哈尔滨理工大学;2007年
3 李晓丽;基于后推法的一类非线性系统控制设计[D];青岛大学;2009年
4 曾蓉;基于无源性理论的状态反馈控制[D];哈尔滨理工大学;2009年
5 冯玉娟;一类非线性系统的控制器设计与稳定性分析[D];天津工业大学;2007年
6 殷传军;一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制研究[D];南京信息工程大学;2007年
7 顾周聪;不确定非线性系统的模糊变结构控制理论研究[D];扬州大学;2005年
8 安祎春;非线性控制系统解耦及精确线性化[D];东北大学;2006年
9 吉梗;时滞系统的迭代学习控制[D];武汉科技大学;2006年
10 姜礼敏;非线性系统的输出反馈[D];河南师范大学;2011年
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