本文選題：Buck-Boost變換器 + 混沌控制�。� 參考：《天津大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：在某些電路參數(shù)條件下,DC-DC變換器會出現(xiàn)混沌及分岔,此時它們不能正常工作。本文針對三種基本的DC-DC變換器,即Buck變換器、Boost變換器和Buck-Boost變換器,研究了如何采用改善關(guān)聯(lián)性法、狀態(tài)反饋法、延遲微分反饋法、立方差形式控制器和自抗擾控制(ADRC)技術(shù),將變換器的混沌及分岔狀態(tài)控制在周期軌道或常數(shù)值的問題。本文的內(nèi)容主要包括以下三個方面:(1)基于變換器的分段線性模型和離散映射模型,通過研究其分岔圖、混沌狀態(tài)的龐加萊截面、相圖、開關(guān)邏輯圖、電感電流波形和輸出電壓波形驗證了變換器中混沌及分岔的存在性。(2)采用改善關(guān)聯(lián)性法、狀態(tài)反饋法、延遲微分反饋法和立方差形式控制器當輸入電壓固定時將變換器的混沌狀態(tài)控制在各周期軌道。改善關(guān)聯(lián)性法是通過改善變換器中電感電流與輸出電壓之間的關(guān)聯(lián)性來實現(xiàn)混沌控制的。該方法能夠?qū)uck變換器和Boost變換器的混沌狀態(tài)控制在周期1、2、4、8軌道,也能夠?qū)uck-Boost變換器的混沌狀態(tài)控制在周期2、3、4、6、8、9軌道。狀態(tài)反饋法是通過結(jié)合狀態(tài)反饋和參數(shù)擾動的思想構(gòu)成的。第一種狀態(tài)反饋法能夠?qū)uck變換器的混沌狀態(tài)控制在周期1、2、4、8軌道。第二種狀態(tài)反饋法能夠?qū)oost變換器的混沌狀態(tài)控制在周期2、8、10、14軌道。這兩種狀態(tài)反饋法的數(shù)學(xué)表達式不同。延遲微分反饋法是通過結(jié)合時間延遲和微分反饋的思想構(gòu)成的,該方法能夠?qū)oost變換器和Buck-Boost變換器的混沌狀態(tài)控制在周期1軌道。立方差形式控制器是通過對輸出電壓與電感電流取立方差構(gòu)成的,該控制器能夠?qū)uck-Boost變換器的混沌狀態(tài)控制在周期2、3、4、6、8軌道。這些方法都不需要預(yù)先確定系統(tǒng)的目標軌道,不依賴于系統(tǒng)的內(nèi)部電路參數(shù),只需要通過調(diào)整一個外部參數(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)變換器的混沌控制。這些方法也可以用于控制其他電力電子電路中的混沌。(3)采用ADRC技術(shù)當輸入電壓固定或變化時將Buck變換器的混沌及分岔狀態(tài)控制在常數(shù)值。ADRC技術(shù)通過把輸入電壓的變化看作“總擾動”來估計并補償該變化。通過采用ADRC技術(shù),系統(tǒng)輸出能夠跟蹤設(shè)定點且跟蹤誤差為零。而且施加ADRC技術(shù)后的閉環(huán)系統(tǒng)對輸入電壓的變化具有良好的魯棒性。上述結(jié)果為控制電力電子電路中的混沌及分岔提供了一條新思路。
[Abstract]:Under some circuit parameters, chaos and bifurcation will occur in DC-DC converters, which can not work properly. In this paper, three basic DC-DC converters, namely, Buck converter boost converter and Buck-Boost converter, are studied how to adopt improved correlation method, state feedback method, delay differential feedback method, cubic difference form controller and ADRC technology. The problem of controlling the chaotic and bifurcation states of the converter in periodic orbits or constant values. The main contents of this paper are as follows: (1) based on the piecewise linear model and discrete mapping model of the converter, the bifurcation diagram, the Poincare cross section of chaotic state, the phase diagram, the switching logic diagram are studied. The inductance current waveform and the output voltage waveform verify the existence of chaos and bifurcation in the converter. (2) the improved correlation method, the state feedback method and the state feedback method are used. The delay differential feedback method and the cubic difference controller control the chaotic state of the converter in each period orbit when the input voltage is fixed. The improved correlation method realizes chaos control by improving the correlation between inductance current and output voltage. This method can control the chaotic state of the Buck converter and boost converter in the orbit of cycle 1 / 2 / 4 / 8 and the chaotic state of the Buck-Boost converter in the orbit of 2 / 3 / 4 / 6 / 89. The state feedback method is constructed by combining the idea of state feedback and parameter perturbation. The first state feedback method can control the chaotic state of the Buck converter in the orbit of 1 / 2 / 4 / 8. The second state feedback method can control the chaotic state of boost converter in the orbit of period 2 ~ (8) ~ (10) ~ (10) ~ (14). The mathematical expressions of these two state feedback methods are different. The delay differential feedback method is composed of time delay and differential feedback. The method can control the chaotic state of boost converter and Buck-Boost converter in period 1 orbit. The cubic difference controller is made up of cubic difference between output voltage and inductive current. The controller can control the chaotic state of Buck-Boost converter in the orbit of 2 ~ 3 ~ 4 ~ 4 ~ 6 ~ (8). These methods do not need to predetermine the target orbit of the system, do not depend on the internal circuit parameters of the system, but only need to adjust an external parameter to realize the chaos control of the converter. These methods can also be used to control chaos in other power electronic circuits. (3) when the input voltage is fixed or changed, the chaos and bifurcation state of the Buck converter is controlled in the constant value. ADRC technology. The change is considered a "total disturbance" to estimate and compensate for the change. By using ADRC technology, the output of the system can track the set point and the tracking error is zero. Moreover, the closed loop system with ADRC technique is robust to the change of input voltage. These results provide a new idea for controlling chaos and bifurcation in power electronic circuits.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

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本文編號：2100631