基于符号动力学的开关变换器时间不可逆性分析

本文提出了一种采用符号动力学和相对熵理论分析开关变换器非线性特性的新方法.根据迭代映射描述的开关变换器非线性系统得到离散数值序列,基于拓扑共轭理论将其转化为符号序列,通过前向序列和后向序列概率计算该符号序列的相对熵.文中以一阶电压反馈DCM Boost变换器为例,研究结果表明,开关变换器存在时间不可逆性,相对熵数值能够量化开关变换器处于混沌状态时离开平衡点的距离,从而得到一种新的可量化的开关变换器非线性动力学行为指标.     

电压控制不连续导电模式DC-DC变换器的熵特性研究

结合DC-DC变换器非线性特性随反馈增益k变化的关系,以及熵能够反映序列总体统计特征的特点,提出一种基于熵估计DC-DC变换器非线性行为的新方法. 以一阶电压反馈不连续导电模式 DCM Buck和Boost变换器为例,详细分析了不同反馈增益k和初值x₀形成的数值序列及熵的分布情况. 研究结果表明：DC-DC变换器的熵由反馈增益k决定,与初值x₀无关,最终小于理论极大值log₂N （N为统计区间个数）;熵能够准确区分DC-DC变换器的倍周期分岔和混沌行为,从而得到一种新的可量化的DC-DC变换器非线性动力学行为指标;完善了该类变换器非线性动力学分析的理论和方法. 关键词： DC-DC变换器 熵 混沌 k')" href="#">反馈增益k     

DC-DC变换器的信息熵分析

为确定不同反馈系数k下DC-DC变换器系统的行为,结合系统处于周期状态时的稳定性和系统处于混沌时不会重复经过每一点的特点,提出了一种采用极限思想和信息熵来估计DC-DC变换器非线性行为的方法.该方法能准确分析系统处于周期状态和混沌状态的熵值,量化了DC-DC变换器倍周期分叉和混沌行为.以一阶电压反馈DCM Boost变换器和DCM Buck变换器为例进行仿真.研究结果表明,所提出的信息熵可以准确反映分叉点、周期数及产生混沌的位置,完善了该类变换器非线性动力学分析的理论和方法.     

直流-直流开关变换器分段光滑系统带权 Lempel-Ziv复杂度分析

利用直流-直流开关变换器分段光滑系统切换过程中电路拓扑结构改变的特点, 监测每个开关周期中的开关状态, 运用计算机逻辑运算中二进制转十进制的方法提出一种新型的开关模块概念, 并用其量化系统在单个开关周期中的复杂程度建立了分段光滑系统的符号时间序列. 根据Lempel-Ziv (L-Z) 复杂度和由新型开关模块建立的符号时间序列进一步提出带权L-Z复杂度概念, 从单一变量符号时间序列中定性分析分段光滑系统的稳定性、 非线性和复杂程度, 并且揭示出系统的运动规律和动力学结构.最后, 以电流反馈型buck变换器为例具体说明新型开关模块时间 序列的建立和带权L-Z复杂度的分析结果.     

混沌伪随机序列复杂度分析的符号动力学方法

通过将混沌伪随机序列看成一个符号序列，提出了用符号动力学的 方法来分析混沌伪随机序列的复杂度.以Logistic映射和耦合映射格子系统产生的混沌伪随 机序列为例，说明了该方法的应用，并将计算结果与近似熵ApEn法的计算结果作了比较.结 果表明，该方法可以有效地判断出不同的混沌伪随机序列的复杂程度，而且比近似熵法更为 优越. 关键词： 混沌 伪随机序列 符号动力学 熵     

基于符号序列描述的一类分段光滑系统中分岔现象与混沌分析

从拓扑序列出发，提出了描述DC/DC变换器一类分段光滑系统中的分岔现象和混沌行为的符号序列方法，根据最大子序列的性态判别分岔的类型，以及检测边界碰撞分岔的发生.例如,当发生倍周期分岔时，最大子序列保持不变；当发生边界碰撞分岔时，最大子序列发生变化；混沌态则没有最大子序列.研究表明，占空比是表征DC/DC变换器一类分段光滑系统动力学行为的一个最本质的量，“饱和非线性”是引起边界碰撞分岔产生的根本原因. 关键词： 符号序列 分岔 混沌 分段光滑系统     

基于符号时间序列方法的开关变换器离散映射算法复杂度分析

开关变换器与其符号序列拓扑共轭,这使得开关变换器系统特性的研究可以归于符号序列的研究,从而得到更一般的结论.采用基于符号时间序列的算法复杂度来分析开关变换器的复杂行为,从具体内在结构得到开关变换器的本质特征.与统计复杂度不同,算法复杂度还可以定量地描述开关变换器的突变点和工作周期,为深入了解开关变换器的特性和混沌行为的利用提供理论依据.     

DC-DC buck变换器的混沌控制

基于DC-DC buck变换器电路,采用了一种新的混沌控制方法,即对混沌动力系统增加 一个具有分段二次函数x|x|形式的非线性反馈控制器,使该系统成功地控制到稳定的 周期轨道。数值仿真表明,该控制方法易于实现、控制代价小、结构简单。     

基于符号函数的注入反馈式蔡氏电路同步控制

蔡氏电路的状态变量不易引出,一般的同步控制方法难以硬件电路实现.针对此类含有电感、电容储能元件的混沌电路,提出一种注入反馈式混沌同步电路设计方法,通过引出状态变量,并在状态变量微分量未知的情况下对系统实施混沌控制.利用该方法,对运动行为不同的两个蔡氏系统,实现了基于符号函数的非线性投影同步控制研究,电路实验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

DC-DC buck变换器时间延迟反馈混沌化控制

混沌化或反混沌控制是混沌控制的逆问题，通过研究DC-DC buck变换器反混沌控制，为其应用打下理论基础.建立了电压时间延迟反馈buck变换器混沌化控制模型，探讨了它的控制机理，分析了buck变换器混沌化条件和稳定特性，由此仿真研究了不同控制参数对变换器混沌化控制的影响.实验结果表明，该方法控制范围宽，易于实现，是一种较好的反混沌控制方法. 关键词： buck变换器 混沌化 时间延迟反馈控制     

斜坡补偿电流模式控制开关变换器的动力学建模与分析

降压型、升压型和升压-降压型DC-DC变换器是应用广泛的基本开关DC-DC变换器.电流模式控制开关DC-DC变换器在较宽的电路参数范围内具有两个边界,基于开关切换前后电感电流的上升和下降斜率,建立了斜坡补偿电流模式控制开关DC-DC变换器的统一模型.该模型进行无量纲归一化处理后只有三个参数,可有效展示开关DC-DC变换器在电感电流连续传导模式(CCM)和电感电流不连续传导模式(DCM)时的动力学特性.利用此模型,导出了轨道状态发生转移时的两个分界线方程,由此确定了开关DC-DC变换器的稳定周期1域、CCM鲁棒混沌域和DCM弱混沌强阵发域三个工作状态区域.开关DC-DC变换器二维参数映射图和电流模式控制降压型DC-DC变换器的电路实验观察验证了由两条分界线划分工作状态域的正确性.     

A hyperchaotic system stabilization via inverse optimal control and experimental research

In this paper, some basic dynamical properties of a four-dimensional autonomous hyperchaotic system are investigated by means of Poincar′e mapping, Lyapunov exponents and bifurcation diagram. The dynamical behaviours of this new hyperchaotic system are proved not only by performing numerical simulation and brief theoretical analysis but also by conducting an electronic circuit experiment. An efficient approaching is developed for global asymptotic stabilization of this four-dimensional hyperchaotic system. Based on the method of inverse optimal control for nonlinear systems, a linear state feedback is electronically implemented. It is remarkably simple as compared with other chaos control ways, like nonlinear state feedback.     

光电延迟反馈系统几种混沌路径的仿真分析

对非线性光电延迟反馈系统的响应时间序列进行数值分析.模型反馈循环中加入带通滤波器,建立非线性光电延迟反馈系统的数学模型.用龙格-库塔数值分析方法,通过调节参数,发现两种产生混沌信号的路径.设置特定φ时,在低反馈增益情况下,系统输出快速方波信号或慢速周期震荡信号,随着反馈增益的增加,系统输出出现复杂周期信号或混沌breather现象;在高反馈增益时,系统输出从不同的动力特性变成混沌状态.     

基于直接延迟反馈的混沌反控制

在混沌有益时，有目的地产生混沌已经成为混沌学研究的热点问题，本文提出直接延迟反馈实现混沌的反控制，在非混沌系统中产生了混沌.该方法与间接延迟反馈控制方法相比，控制更加简单，更易于实现.该方法与Pyragas提出的延迟反馈混沌控制方法的控制器结构相同，因此，这种直接延迟反馈控制方法可以在需要混沌时产生混沌，不需要混沌时控制混沌，实现混沌控制和反控制的统一，为设计者提供最大的灵活性.针对参数处于非混沌区的Chen系统和Lorenz系统的仿真结果表明了该混沌反控制方法的有效性. 关键词： 混沌 反控制 直接延迟反馈     

不连续导电模式DC-DC变换器的倍周期分岔机理研究

根据一般迭代映射的倍周期分岔定理,从数学上论证了电压型不连续导电模式(DCM) Boost和Buck变换器中倍周期分岔现象产生条件,由此揭示了DC-DC变换器中倍周期分岔现象发生的机理,完善了该类变换器倍周期分岔分析的理论和方法. 关键词： 倍周期分岔 迭代映射 Lyapunov 指数 施瓦茨导数     

束晕-混沌的非线性反馈离散控制

 基于非线性控制方法，提出了一种特殊的非线性反馈函数， 即小波反馈函数，用于离散控制强流质子束的束晕 混沌。控制后质子束的束晕强度因子很快趋于零，束均方根半径、束横向平均发射度等都减至控制前的三分之一稍多, 证明该控制方法切实有效，在工业上具有实用价值。