单相三电平H桥逆变器分岔现象的研究

三电平逆变器相较于传统的两电平逆变器具有输出电压谐波畸变率小、开关管电压应力小等优点,因而在大功率场合受到了越来越多的关注. 本文针对一种复合式单相三电平逆变器,对其中的分岔和混沌现象进行了深入的研究,建立了电流闭环比例控制下的一阶离散模型,得到了不同时间段内的频闪映射模型. 以比例系数k,负载电阻R,负载电感L及输入电压E为变化参数,研究了三电平逆变器的分岔现象：通过分岔图和李雅普诺夫指数谱分析了慢变尺度下比例系数、负载电感、负载电阻和输入电压对系统动态性能的影响;通过折叠图直观地观测到了快变尺度下不同比例系数、负载电感所导致的分岔过程. 最后搭建了Matlab/Simulink仿真模型,得到了电流闭环比例控制时电流i的时域波形,仿真结果与理论分析相一致. 研究表明,正确选择单相三电平逆变器的电路参数对于其稳定运行具有重要意义. 关键词： 三电平逆变器 频闪映射 分岔 混沌     

考虑死区非线性的L滤波单相并网逆变器的精确离散迭代模型及其分岔行为

并网逆变器系统作为一个时变非线性系统,具有复杂的动力学行为,而死区非线性的引入使系统的非线性行为更为复杂和难以预测.本文以考虑死区非线性的L滤波单相并网逆变器为研究对象,首先观察不同死区时间下系统的输出电流波形,发现在控制器参数固定的情况下,随着死区时间的增加,系统会出现分岔现象;其次,根据死区非线性特性及其引起的电流过零钳位现象,分多种情况全面地建立了精确完整的离散迭代模型,并在此基础上对系统的分岔行为进行理论分析.此外,系统的稳定性判定具有重要的工程指导意义,由于死区非线性的引入,常规解析方法使用困难,而图解法的精度又难以令人满意,因此提出了一种基于等效占空比的稳定性判断方法,可以精确地判定系统的稳定边界,为控制器参数设计和死区时间设计提供了可靠依据.     

基于脉冲宽度调制的滑模变结构控制的一阶H桥逆变器的分岔和混沌行为研究

滑模变结构控制是一种在宽工作范围具有快速响应和高稳定性的鲁棒控制, 因而被广泛地应用于逆变器控制中. 滑模控制的逆变器本质上是一种由非线性控制方式控制的时变非线性系统, 具有复杂的动力学行为. 本文以基于脉冲宽度调制的滑模变结构控制的一阶H桥逆变器为例, 首先观察不同滑模变结构控制器参数下系统的输出波形, 发现了一种多种倍数的倍周期同时存在的新型分岔现象; 其次, 使用频闪映射方法建立系统的离散迭代模型, 并利用折叠图法分析输出波形. 通过分析可知系统不能以这种新型分岔为道路通向混沌. 此外, 在工程应用中十分关心系统稳定性, 但是由于滑模变结构控制器的非线性特性, 常规解析方法都已不再适用于对系统进行分析, 而图解法又难以满足精度要求. 因此, 本文提出了一种新的适用于滑模变结构控制的逆变器的快变尺度稳定性的判断依据, 经验证该判据可以准确地判断系统是否处于稳定运行状态, 进而为滑模变结构控制器的参数设计提供可靠依据. 关键词： H桥逆变器 滑模变结构控制 新型分岔 稳定性判据     

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     

基于Matlab/Simulink的电压型超导储能功率调节控制仿真

本文首先对电压型超导储能（Voltage-Superconducting-Magnet-Energy-Storage,简称VSMES）功率调节系统（Power-Conditioning-System,简称PCS）的原理进行介绍,并运用Matlab/Simulink仿真分析软件,针对三相电压型超导储能功率调节系统的控制过...     

单相H桥逆变器单极性正弦脉宽调制下的分岔及混沌行为研究

本文研究了单相H桥逆变器在单极性正弦脉宽调制下的分岔和混沌行为, 建立了系统在比例控制下的一阶离散映射模型, 采用分岔图、折叠图和Lyapunov指数谱分析了比例系数k对系统性能的影响, 通过Matlab/Simulink仿真得到了不同比例系数下的时域波形图, 验证了理论分析的正确性. 最后运用分岔图研究了输入电压E、负载电阻R和电感L等外部参数变化时 变换器中存在的非线性行为. 本文将单相H桥逆变器的混沌研究从双极性正弦脉宽调制转向单极性正弦脉宽调制, 使之更具实用性, 研究结果对于正确设计和调试单相H桥逆变器具有重要的指导意义和应用价值. 关键词： 单相H桥逆变器 单极性调制 离散迭代映射 分岔和混沌     

一类非自治时滞反馈系统的分岔控制

对含有两个时滞参数、受简谐激励作用下的van der Pol-Duffing方程进行了研究，着重研究了时滞参数对该类参数激励系统的主共振的分岔响应控制.首先采用摄动法从理论上推导出时滞动力系统的分岔响应方程，用奇异性理论得到了退化余维一分岔和余维二分岔的条件，以及Hopf分岔的存在性及发生该分岔的条件，最后用数值模拟的方法研究了时滞参数对系统分岔响应的影响.研究结果表明，适当选取时滞参数，不仅可以改变分岔响应曲线的拓扑形态， 还可以改变分岔点的位置. 关键词： 摄动法 分岔控制 时滞动力系统     

基于周期性扩频的单相H桥逆变器非线性现象的研究

将周期性扩频技术用于变换器中来抑制其电磁干扰和噪声已经得到了论证并被广泛的应用, 但却忽略了其中的非线性现象. 在分析了周期性扩频技术和单相SPWM-H桥正弦逆变器的精确频闪映射模型的基础上, 研究了采用周期性扩频技术的单相H桥正弦逆变器的分岔和混沌现象, 建立了H桥正弦逆变器扩频后的离散模型, 通过时域图、折叠图、分岔图及李雅亚普诺夫指数谱对其非线性现象进行了分析. 研究表明, 扩频后的H桥正弦逆变器在进入非线性区域后更容易进入混沌区, 并且周期扩频的频率会对系统产生初始分岔点的位置产生影响. 关键词： H桥逆变器 周期性扩频 分岔 混沌     

双降压式全桥逆变器非线性现象的研究

双降压式全桥逆变器具有无桥臂直通、输入直流电压利用率高、效率高、续流二极管可优化选取等优点,因而在高压输出场合得到广泛的应用.本文研究了双降压式全桥逆变器的分岔和混沌现象,建立了电流闭环比例控制下的二阶离散模型,得到了不同时间段内的频闪映射模型;通过折叠图和分岔图分析了不同比例系数k对于系统稳定性的影响,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型,得到了电流闭环比例控制时电流iL的时域波形和相图轨迹,并在频域下分析了分岔和混沌对系统频谱的影响.同时,利用分岔图的方法分析了输入电压E、滤波电感L和开关周期T等外部参数变化时系统的非线性行为.研究结果表明,正确选择双降压式全桥逆变器的电路参数对于其稳定运行具有重要意义.     

时滞惯性神经网络的稳定性和分岔控制

针对一类二阶时滞惯性神经网络模型,提出一种基于时滞反馈的分岔控制方法.利用时滞微分方程动力学理论,给出反馈控制系统的稳定性以及发生Hopf分岔的判别条件.数值仿真显示所设计的控制器不仅能有效延迟网络分岔的发生,还能扩大稳定域并改善网络的收敛速度.     

数字控制单相全桥电压型逆变电路的改进离散迭代模型

针对数字控制单相全桥电压型逆变电路的非线性动力学特性分析,本文建立了一种改进离散迭代模型. 改进离散迭代模型结合了平均模型和传统离散迭代模型的优点, 能够精确分析数字控制延时以及采样保持过程对系统非线性动力学特性的影响, 可以在保证精确度的前提下显著降低离散迭代建模过程的复杂程度.本文以LC滤波器电容电压外环、电感电流内环反馈加给定电压前馈的数字控制系统为例,建立了数字控制单相全桥电压型逆变电路的改进离散迭代模型,采用新模型分析了系统的非线性动力学特性,并准确预测了系统的稳定范围以及失稳现象. 最后,利用SIMULINK仿真模型和物理实验验证了改进离散迭代模型的正确性和有效性. 关键词： 单相全桥逆变电路 离散迭代模型 数字控制 分岔     

单相SPWM逆变器快标分叉控制及其稳定性分析

在电力电子电路中, H桥逆变器是一类基本的非线性电路拓扑, 在工作过程中, 由于电路属于时变参数系统, 使得其中很容易产生时间域上的快标不稳定现象, 斜坡补偿是一种简单而有效的方法, 可以很好地削弱这种不稳定现象.在一般电路应用中, 斜坡补偿主要依赖于经验设计, 缺乏必要的设计准则.本文将从非线性系统的分叉控制理论出发, 对峰值电流模式控制H桥逆变器中的斜坡补偿进行详细地分析和研究, 给出了斜坡信号补偿幅度的理论要求.分析计算结果和大量的精确仿真结果是一致的, 电路在稳定工作的同时, 各项性能指标也获得了极大的改善.该分析方法同样适用于其他电力电子电路的稳定性分析.     

应用于感应电机矢量控制中的逆变器死区补偿

为了减小电压源型逆变器死区时间引起的输出电压畸变,对死区产生的原因进行分析,总结出三点原因,列出误差电压计算公式,最后运用到感应电机矢量控制中,对u_a、u_b、u_c三项输入到逆变器中的电压进行补偿。该补偿策略首先计算控制周期内的误差时间,算出误差时间与电流的对应关系,最后将算出的周期T_S内误差电压补偿到逆变器输入端上。通过补偿误差电压,降低了电流谐波对控制系统的影响,同时电网侧的能量利用率得到了提高。实验结果表明,该策略对电流波形起到了改善作用。     

基于状态反馈参数激励系统的超谐共振分岔控制

设计了非线性参数控制器，改变了参数激励系统2 倍超谐共振时的稳态响应，减小了系统的响应幅值和消除了超谐共振时的鞍结分岔，从而消 除了跳跃和滞后现象.首先由多尺度法得到参数系统的近似频响方程，再进行分岔分析，从 而实现非线性控制的目标.通过数值模拟，说明状态反馈控制是可行的和有效的. 关键词： 参数激励 鞍结分岔 分岔控制 2倍超谐共振     

Hopf bifurcation and chaos control in a new chaotic system via hybrid control strategy

In this paper, we investigate the problem of Hopf bifurcation and chaos control in a new chaotic system. A hybrid control strategy using both state feedback and parameter control is proposed. Theoretical analysis shows that the Hopf bifurcation critical value can be changed via hybrid control. Meanwhile, this control strategy can also control the chaos state. The direction and stability of bifurcating periodic solutions are determined by the normal form theory and the center manifold theorem. Finally, numerical simulations are carried out to illustrate the effectiveness of the main theoretical results.     

基于负离子的中性束注入器加速极逆变型高压电源控制策略

ITER中性束注入器加速极需要一套逆变型直流高压电源系统。该电源采用三相三电平(TPTL)直流变换器作为基本单元,通过占空比控制实现对输出电压的快速调节。针对三相三电平直流变换器在小占空比模式下输出电压纹波大的缺点,提出了一种全新的控制策略。该策略通过协调直流母线电压的大小和逆变器占空比的变化对输出电压进行调节。为了验证新的控制策略的性能,搭建了200 kV/60 A的MATLAB/Simulink仿真模型和400 V/6 A的原理样机。仿真结果和样机实验结果表明,新的控制策略可以实现逆变型高压电源在输出电压快速可调的情况下降低输出电压纹波。     

一种单相H桥光伏逆变器混沌控制方法

比例积分调节单相H桥光伏逆变器存在复杂的分岔与混沌等非线性行为,这些非线性行为会大大增加输出电流的谐波含量,降低系统运行的稳定性与供电可靠性.现有的混沌控制方法存在建模复杂、控制系数难以确定等问题.针对于此,本文提出了一种改进指数延迟反馈控制方法.该方法首先利用系统输出电流与其自身延迟的差值形成反馈信号,然后将该反馈信...     

应用于有源声辐射控制的一种组合次级声源

在分析多通道单极子次级源控制系统的基础上,提出一种幅度调节型组合次级声源,这种组合源由两个单极子声源构成,单极子声源的间距远小于声波的波长。文中就组合次级源在自由场中对不同初级声源辐射噪声的控制进行理论分析和实验验证,并与同等条件下的单极子次级源控制系统的降噪性能进行了比较分析。数值计算和实验结果均表明,对于不同的初级声场,在次级通道数相同的情况下,组合次级源控制系统可以得到比单极子次级源控制系统高的降噪量。     

A compound secondary source for active noise radiation control

Based on the analysis of active noise control system with multi-channel monopole secondary sources, a kind of compound secondary source is proposed in this paper. The proposed compound secondary source consists of two closely located monopole sources with their distance much smaller than a wavelength. The characteristics of the compound source are analyzed, and the performances of the active noise control system with the compound secondary sources on the monopole primary sound field and sound radiated by a plate are investigated both numerically and experimentally. It has been found that the proposed compound secondary sources control system can provide higher noise reduction for free field noise radiation control with the same number of control channels. It is shown that the better performance in noise reduction of the compound secondary sources control system is mainly due to the directivity of the secondary sources where the energy radiation pattern of the compound sources is similar to that of the primary sources.     

基于模糊控制的VSVPWM中点电位平衡策略

针对中点钳位型(NPC)三电平逆变器存在的直流侧中点电位不平衡问题,提出了一种基于模糊控制 的中点电位平衡策略。该策略重新定义了虚拟空间矢量,使虚拟小矢量不引起中点电位波动,并在虚拟中矢量中 引入了对中点电位不平衡有抑制作用的控制因子 Q。同时,设计了由模糊控制器 A 和 B 构成的组合模糊控制器, 该控制器能够依据中点电位偏移情况调整控制因子 Q,实现对中点电位的闭环控制。仿真和实验结果表明,采用 该策略的 NPC 型三电平逆变器中点电位不平衡问题能得到有效改善。