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基于切换系统理论的电力电子电路稳定性研究

杨帆  
【摘要】:将混杂与切换系统应用于电力电子电路建模、分析,是切换系统当今研究的热点问题之一,稳定性研究是切换系统所面临的首要任务。切换系统的稳定性与切换规则有很大的关系,不同的切换规则和切换序列会直接影响到电路的运行行为和稳定性。电力电子电路中我们经常会发现一些不规则、分岔、混沌等不稳定现象,从切换系统理论的观点出发,我们认为这些不稳定的现象是由切换造成的。切换规则的确定与实际变换器及其控制策略有关,不同控制方法,有不同性质的切换规则;相同控制方法用于不同的被控对象会有不同的切换序列;相同控制方法用于相同的被控对象,但由于驱动条件或电路参数不同也会有不同的切换序列。 本文对混杂与切换系统理论在电力电子电路中的应用做了较全面的研究,主要研究工作如下:首先,调研混杂与切换系统理论运用于电力电子电路的研究现状,阐述本文的研究意义;综述切换系统稳定性内容,分析其特点和三个基本问题,并描述切换系统的基本数学模型。然后,建立三种DC/DC变换器的切换系统模型,分析其切换系统稳定性的基本问题即特定切换序列周期切换序列下的系统稳定性;定义事件驱动和时间驱动两种切换规则,研究不同控制电路与控制方法、切换规则的驱动机制及其关系。最后,基于Lyapunov函数直接法给出构造DC/DC变换器的稳定切换规则的一种方法,并探讨基于切换系统理论下buck电路的运行行为与切换规则的关系。


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