【摘要】：分布式電源系統(tǒng)因具有很多的優(yōu)點，越來越多的被應(yīng)用為航天器的供電系統(tǒng)。在分布式電源系統(tǒng)中，存在很多子系統(tǒng)相互級聯(lián)的部分，從而會影響整個系統(tǒng)的動態(tài)性能以及穩(wěn)定性，基于以上問題，本課題將對DC-DC變換器級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性作出分析，同時對DC-DC變換器級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性做出改善。 針對無阻尼濾波器和變換器級聯(lián)穩(wěn)定性的分析，本文主要通過建立小信號模型，分別從波特圖、奈奎斯特判據(jù)和阻抗匹配的角度，給出級聯(lián)不穩(wěn)定的依據(jù)，對實際級聯(lián)電路的穩(wěn)定性做出分析，同時給出相應(yīng)的實驗驗證，在此基礎(chǔ)上利用實際實驗，對無阻尼濾波器和變換器級聯(lián)穩(wěn)定的臨界條件做出驗證和分析，以便很好的說明此臨界條件的正確性。 針對無阻尼濾波器和變換器級聯(lián)后不穩(wěn)定的問題，本文利用設(shè)計阻尼濾波器的方法，來解決此問題，文中首先對不同結(jié)構(gòu)阻尼濾波器的優(yōu)缺點進行分析，從而可以根據(jù)不同的需要對阻尼濾波器進行選擇，然后給出不同結(jié)構(gòu)阻尼濾波器的設(shè)計原則和設(shè)計步驟，最后給出仿真和實驗結(jié)果來驗證設(shè)計思路的正確性，同時分析阻尼對于濾波器傳遞函數(shù)和輸出阻抗的影響，給出相應(yīng)結(jié)論。 對于兩個變換器相互級聯(lián)的穩(wěn)定性分析，利用前面建立的小信號模型，從不同的角度對兩個變換器級聯(lián)的穩(wěn)定性做出分析，同時重點研究兩個變換器級聯(lián)后產(chǎn)生的低頻振蕩，利用等效的負(fù)載切換原理，把后級變換器等效成對前級變換器的負(fù)載切換，從而對兩個變換器級聯(lián)后低頻振蕩產(chǎn)生的原因和規(guī)律作出分析，同時研究負(fù)載對于低頻振蕩的影響，這部分不僅給出理論的分析，同時給出實驗波形證明理論分析的正確性。 對于兩個變換器級聯(lián)后產(chǎn)生的低頻振蕩或其他不穩(wěn)定問題，本文主要是利用阻抗匹配的原則，保證后級變換器的性能不受前級變換器的影響，來設(shè)計中間級聯(lián)濾波器，本文是在以前方法的基礎(chǔ)上，做出相應(yīng)的改進，使兩個端口的阻抗差更大，從而更好地滿足阻抗匹配，文中給出了單級中間濾波器具體的設(shè)計步驟，同時給出了仿真和實驗結(jié)果，驗證了設(shè)計思路的正確性，最后研究阻尼對于濾波器性能的影響，，給出相應(yīng)的結(jié)論。 本課題的研究為級聯(lián)穩(wěn)定性分析提供了理論依據(jù)，同時為改善級聯(lián)不穩(wěn)定現(xiàn)象的工程應(yīng)用，提供了具有參考價值的解決方案。
[Abstract]:Distributed power supply system is more and more used as spacecraft power supply system because of its many advantages. In the distributed power supply system, there are many subsystems cascade parts, which will affect the dynamic performance and stability of the whole system. Based on the above problems, this paper will analyze the stability of the DC-DC converter cascade system. At the same time, the stability of the cascade system of DC-DC converter is improved. In view of the analysis of cascade stability of unobstructed filter and converter, this paper gives the basis of cascade instability from the point of view of baud diagram, Naiquist criterion and impedance matching, respectively, by establishing a small signal model. The stability of the actual cascade circuit is analyzed, and the corresponding experimental verification is given. on this basis, the critical conditions of the cascade stability of the unobstructed filter and the converter are verified and analyzed by using the actual experiment. In order to explain the correctness of this critical condition. In order to solve the problem of instability after cascade of undamped filter and converter, this paper uses the method of designing damping filter to solve this problem. Firstly, the advantages and disadvantages of damping filter with different structures are analyzed. Therefore, the damping filter can be selected according to different needs, and then the design principles and steps of damping filter with different structures are given. finally, the simulation and experimental results are given to verify the correctness of the design idea. At the same time, the influence of damping on the transfer function and output impedance of the filter is analyzed, and the corresponding conclusions are given. For the stability analysis of the cascade of the two converters, the stability of the cascade of the two converters is analyzed from different angles by using the small signal model established above. At the same time, the low frequency oscillations produced by the cascade of the two converters are studied. Based on the equivalent load switching principle, the back stage converter is equivalent to the load switching of the front stage converter, and the causes and laws of the low frequency oscillation after concatenation of the two converters are analyzed, and the influence of load on the low frequency oscillation is studied at the same time. This part not only gives the theoretical analysis, but also gives the experimental waveform to prove the correctness of the theoretical analysis. For the low frequency oscillation or other unstable problems caused by concatenation of two converters, this paper mainly uses the principle of impedance matching to ensure that the performance of the latter converter is not affected by the front converter to design the intermediate cascade filter. In this paper, on the basis of the previous method, the corresponding improvement is made to make the impedance difference between the two ports larger, so as to better meet the impedance matching. The specific design steps of the single-stage intermediate filter are given in this paper. At the same time, the simulation and experimental results are given to verify the correctness of the design idea. Finally, the influence of damping on the performance of the filter is studied, and the corresponding conclusions are given. The research of this paper provides a theoretical basis for cascade stability analysis and a reference solution for improving the engineering application of cascade instability.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

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本文編號：2494196