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当前,电力电子应用越来越广,发展越来越快,并且存在着丰富的非线性现象。DC/D C变换器本身是一个非线性系统,由于其固有的非线性,因而变换器在一定的电路参数条件会展现出丰富的非线性现象,例如分岔、混沌等。因此,仅仅从线性论和确定论的角度去分析混沌己不能满足对DC/DC变换器控制性能日益提高的要求。近些年来,DC/DC开关变换器中的混沌研究越来越受到人们的重视。利用非线性动力学理论对DC/DC变换器中固有的不规则运动进行深入的分析,这对提高变换器的控制性能具有重要的意义。本文以基本DC/DC变换器为对象,对开关变换器进行离散建模,并应用MATLAB软件对其进行编程仿真,从而深入分析变换器的工作过程和混沌现象,同时对MATLAB程序如何制作成可脱离MATLAB环境运行的独立文件做了一定的研究。
本文的研究工作和内容如下:
(1)介绍了混沌研究的发展概况和混沌的基本特征,概括总结了国内外对电力电子中非线性现象研究的发展现状与研究方向,简要介绍了DC/DC变换器中混沌现象的研究现状。
(2)介绍了开关变换器(buck、boost、buck-boost)的工作原理以及电压模控制开关的控制过程和工作原理。
(3)对混沌的基本概念、基本术语及混沌研究的常用方法进行介绍,加深对混沌的本质的理解。
(4)对几种基于不同切换方式的离散映射进行归纳总结,得到适合一般DC/DC变换器精确建模的解析表达式。
(5)利用MATLAB对Buck变换器、Boost变换器、Buck-Boost变换器电路进行仿真,通过调整变换器的参数,使变换器处于混沌状态,并得出混沌的仿真图形(时域波形和相图)。结果表明,本文的研究成果具有一定的应用价值,对DC-DC变换器的研究和控制有一定的指导作用和参考价值。
(6)最后,研究探讨如何将MATILAB程序转换成可脱离MATLAB环境运行的可执行的文件,并把Buck变换器、Boost变换器、Buck-Boost变换器的仿真程序制作成可脱离MATALB环境运行的可执行文件,使MATLAB程序能够更广泛,更高效的得到运用。