电流模式SEPIC变换器倍周期分岔现象研究

以SEPIC变换器中前置电感电流为控制对象,建立了SEPIC变换器断续电流模式下的离散时间模型, 并分析了不动点的稳定性.通过相轨图、功率谱图以及分岔图, 发现电路中存在一种特殊的倍周期分岔现象——电路的运行状态经历了1倍周期、 2倍周期、4倍周期再到2倍周期、4倍周期,最终进入混沌状态.实验结果与仿真结果相一致, 证实了SEPIC变换器在断续电流模式下存在这种倍周期分岔现象.     

logistic模型的倍周期分岔控制

研究了logistic模型的倍周期分岔的控制问题，设计了各种线性控制器，得到了系统在控制前和控制后的分岔图，改变了动力系统的分岔特性.根据实际的应用目的可以设计不同的控制器，使倍周期分岔延迟或提前出现，甚至消失.适当选择控制器增益可以使分岔控制的效果更好. 关键词： logistic模型 倍周期分岔 分岔控制 控制器     

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     

电压型双频率控制开关变换器的动力学建模与多周期行为分析

在断续导电模式下, 建立了电压型双频率控制开关变换器的动力学模型, 并推导了相应的特征值方程. 根据动力学模型, 采用分岔图研究了电路参数变化时变换器存在的边界碰撞分岔行为和周期2, 周期3,周期4等多周期行为, 结果表明: 变换器经历了周期1态、多周期态、周期1态的分岔路由; 周期态的转变均是由边界碰撞分岔引起的. 根据特征值方程, 采用Lyapunov指数研究了变换器的稳定性, 结果表明: 随着电路参数的变化, Lyapunov指数始终小于零, 变换器一直工作于稳定的周期态, 验证了电压型双频率控制开关变换器的周期3行为并不意味着变换器会必然发生混沌. 通过电路仿真, 分析了负载变化时变换器的时域波形、相轨图和频谱图, 验证了动力学模型的可行性和理论分析的正确性. 实验结果验证了文中的仿真结果. 关键词： 开关变换器 双频率控制 边界碰撞分岔 多周期行为     

随机Duffing单边约束系统的倍周期分岔

通过引进平均约束面和平均跃变方程对随机约束系统的约束条件进行处理，把研究随机光滑系统倍周期分岔的Chebyshev多项式逼近的方法运用到随机非光滑系统中，数值研究表明随机Duffing单边约束系统同样存在丰富的倍周期分岔现象，Chebyshev多项式逼近是研究带有约束的随机非光滑动力系统的有效方法. 关键词： 非光滑动力系统 随机Duffing系统 Chebyshev多项式 倍周期分岔     

大气压氦气介质阻挡放电倍周期分岔及混沌现象的实验验证

采用具有平行电极结构的介质阻挡放电装置,在大气压氦气条件下进行了一系列放电实验,观察了放电波形并对其进行了频谱分析.结果表明,在一定条件下随外施电压幅值的增加,大气压氦气均匀介质阻挡放电会由周期一态放电经周期二态、周期四态放电进入混沌态放电.研究验证了大气压氦气介质阻挡放电经倍周期分岔路径通向混沌的现象,不仅仅出现在数值仿真中,在现实实验中也是确实存在的.     

单周期控制Boost变换器Hopf分岔控制及电路实现

用平均模型分析了单周期控制Boost变换器的运行,分析表明在参考电压变化的情况下,单周期控制Boost变换器会出现Hopf分岔.Hopf分岔使得变换效率下降,器件应力增加.为了消除Hopf分岔,提出了采用washout滤波器的方法.建立了采用washout滤波器的单周期控制Boost变换器平均模型,对于washout滤波器中的两个新参数,可以用Routh-Hurwitz准则来确定.仿真和电路实验验证了所提方法的效果. 关键词： washout滤波器 单周期控制 Boost变换器 Hopf分岔     

关于热的非平衡条件下原子的倍周期分岔一混沌量子假设

为拓展现有量子力学基础，以适应并促进有关高能粒子复杂生灭过程、Ｐｌａｎｃｋ时空拓扑、ＴＯＥ（超弦理论）、类星体巨红移等的研究，本文从研究热的非平衡态条件下原子的演变结构着手，根据非线性振荡实验结果，设想将非线性电路引入探测器中，将适用于热平衡的ｄｅＢｒｏｇｌｉｅ量子假设拓广为ｎ级分频（ｖ／ｚ（ｎ）信号有关的倍周期分岔一混沌量子假设，给出级联演变光速的两种可能结果：ｃ｛Ｎ｝＝ｃ和ｃ｛Ｎ｝＝（δ为Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ常数），由此可拓广Ｌｏｒｅｎｔｚ变换；本文还初步探讨倍周期分岔量子力学的表象基础。最后，本文设计一理想实验，并以此为范例证明：新的假设突破了旧假设的局限性。     

基于双缘调制的数字电压型控制Buck变换器离散迭代映射建模与动力学分析

建立了双缘调制数字电压型控制Buck变换器的离散迭代映射模型. 在该模型的基础上, 详细研究了双缘调制数字电压型控制Buck变换器的非线性动力学行为. 以输入电压、负载电阻等电路参数作为分岔参数, 绘制了输出电压和电感电流的分岔图, 并通过分岔图的分析发现了两种相似却又不同的Hopf分岔现象. 采用庞加莱截面、时域仿真波形和相轨图, 对比分析了两种不同的Hopf分岔和低频振荡现象, 并引入离散迭代映射模型的雅克比矩阵的特征值分析方法, 从理论上证明了两种Hopf分岔的存在性和差异性. 首次观察到基于双缘调制的数字电压型控制Buck变换器出现了奇数倍周期分岔现象, 并通过时域仿真波形和相轨图验证了该现象的真实性. 为更加接近实际电路, 考虑电容和电感的等效串联电阻, 使用Psim进行仿真, 其结果与理论仿真结果基本一致, 验证了理论仿真的正确性.     

DC-DC buck变换器的分岔行为及混沌控制研究

研究了带负载电容的DC-DC buck变换器的分岔行为及其混沌控制问题，提到了一些新的有意义的结果.随着负载电容的增加，这种电路系统出现周期叠加序列窗口，且系统混沌运动的参数空间的测度逐渐趋于零，而且系统处在周期运动区时其电压转换效率高于系统处在混沌运动区时的电压转换效率，这些结果对于实际电路的设计具有较好的参考价值.同时，采用外加周期脉冲控制方法，能有效地实现该电路系统中的混沌控制.     

Study on bifurcation and stability of the closed-loop current-programmed boost converters

In order to predict bifurcation point of the closed-loop current-programmed boost converter and enable this converter to operate at stable parameter space, this paper firstly establishes stroboscopic maps for this converter in the continuous conduction mode according to operating characteristics and topple of this converter. Parameter space at the steady state and bifurcation types are analysed together with stability theory of nonlinear equation. In the solving course, the duty cycle is avoided because of inversive solution, and accuracy is increased. Finally, correction is proved by numerical calculation.     

电压模式控制不连续传导模式 boost变换器切分岔研究

电压模式控制boost变换器能产生多种分岔形式,对其分岔中的一类重要的切分岔现象进行了详细研究. 首先根据系统的一次离散迭代映射推导出其三次离散迭代映射模型,基于非线性系统理论中的切分岔定理, 从数学上推导出此类变换器产生切分岔现象的条件,并通过数值仿真研究了电路参数对这类变换器切分岔现象的影响.研究结果表明:当系统的反馈系数处在一定范围内时,该类变换器会出现切分岔和阵发混沌现象. 最后通过实验研究boost变换器中存在的这类不稳定非线性现象,验证了理论分析和数值仿真的正确性.     

Period-doubling bifurcation in two-stage power factor correction converters using the method of incremental harmonic balance and Floquet theory

In this paper, period-doubling bifurcation in a two-stage power factor correction converter is analyzed by using the method of incremental harmonic balance (IHB) and Floquet theory. A two-stage power factor correction converter typically employs a cascade configuration of a pre-regulator boost power factor correction converter with average current mode control to achieve a near unity power factor and a tightly regulated post-regulator DC-DC Buck converter with voltage feedback control to regulate the output voltage. Based on the assumption that the tightly regulated post-regulator DC-DC Buck converter is represented as a constant power sink and some other assumptions, the simplified model of the two-stage power factor correction converter is derived and its approximate periodic solution is calculated by the method of IHB. And then, the stability of the system is investigated by using Floquet theory and the stable boundaries are presented on the selected parameter spaces. Finally, some experimental results are given to confirm the effectiveness of the theoretical analysis.     

电流控制二次型Boost变换器的动力学研究

通过对二次型Boost变换器开关状态的完整描述, 推导了两个电感电流边界, 建立了电流控制二次型Boost变换器的分段光滑迭代映射模型. 对比分析了以输入电感电流或储能电感电流作为电流反馈量的非线性分岔行为. 通过稳定性和工作模式分析, 得到了电流控制二次型Boost变换器从稳定的周期1工作状态到次谐波振荡状 态转移以及从电感电流不连续导电模式到连续导电模式转移的条件, 并采用参数空间映射图, 对二次型Boost变换器的工作状态域进行了估计. 设计了实验电路, 由实验结果证明了不同的参数变化有着不同的分岔路由, 存在工作模式转移现象, 电流控制二次型Boost 变换器呈现复杂的动力学行为, 实验结果验证了理论分析的正确性. 关键词： 二次型Boost变换器 开关状态 模式转移 边界碰撞分岔     

Intermittency and bifurcation in SEPICs under voltage-mode control

A stroboscopic map for voltage-controlled single ended primary inductor converter (SEPIC) with pulse width modulation (PWM) is presented, where low-frequency oscillating phenomena such as quasi-periodic and intermittent quasi-periodic bifurcations occurring in the system are captured by numerical and experimental methods. According to bifurcation diagrams and nonlinear dynamical theory, the characteristics of the low-frequency oscillation and the mechanism for the appearance of the low-frequency oscillation are investigated. It is shown that as the controller parameter varies, the change in the conduction mode takes place from the continuous conduction mode (CCM) under the originally stable period one and high periodic orbits to the intermittent changes between CCM and discontinuous conduction mode (DCM), which may be related to the losing stability of the system and brought the system to exhibiting low-frequency oscillating behaviour in the time domain. Moreover, the occurrence of the intermittent quasi-periodic oscillation reflects that the system undergoes a Neimark--Sacker bifurcation.     

电路参数宽范围变化时电流控制开关变换器的动力学研究

以电流控制Buck—Boost变换器为例,通过对输入电压和负载电阻等电路参数宽范围变化时开关变换器的开关状态的完整描述,导出了电流控制开关变换器的两个电感电流边界,建立了它的精确离散时间模型,并利用分段线性模型验证了离散时间模型的正确性．基于离散时间模型,揭示了开关变换器存在周期分岔、边界碰撞分岔、鲁棒混沌和阵发混沌等复杂动力学行为;通过推演Jacobi矩阵,给出了电路参数变化时最大Lyapunov指数和特征值的运动轨迹;并采用参数空间映射图,由电路参数域对开关变换器的工作状态域进行了估计．最后进行了电路实验制作,实验观察结果与理论分析结果～致．本文系统研究了开关变换器的动力学理论,其分析方法和研究结果对开关变换器的设计及控制都具有重要的指导意义．