范例-开题报告_信息与通信_工程科技_专业资料

《范例-开题报告_信息与通信_工程科技_专业资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、武汉工程大学电气信息学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目Boost变换器混杂切换系统的设计与仿真学生姓名李淑玲学号1004150214专业（方向）口动化（电气工程及其口动化方向）班级02班指导教师姓名李自成职称副教授一、课题背景随着科学技术的不断进步与发展，越来越多的便携式电子产品如手机、笔记本电脑、摄录像机等逐渐普及，为人们的日常工作和生活带来很多便利。由于这些产品均朝向无线化、便携式方向发展，其关键性组件电源也朝着轻、薄、小的目标迈进，因此对于体积小、重量轻、能量密度高的电池需求相当迫切。为了不增加电池的数量，同时满足便携

2、式电了产品的高输入电压的要求，BoostDC-DC开关变换器拓扑成为最基本的选择，所以对Boost变换器电路的研究成为了当前的一个热点。Boost变换器是DC-DC变换器屮一种重要的升压型变换器，主要用于对直流电源进行调节，以及直流电动机的再生制动。那么何为DC/DC变换呢？将一种幅值固定或变化的直流电压变换成幅值可调或恒定的另一个电压等级的直流电压称为DC/DC变换，也称为直流斩波⑴。BoostDC-DC变换器，顾名思义，它的输出电压总是高于它的输入电压。传统的控制方法对Boost变换器电路中的功率开关进行PWM控制，实现对电压和电流的

3、调节，而正是由于功率开关的存在，Boost变换器同时包含连续状态变量和离散开关变量，传统的经典控制理论方法已经无法直接应用到Boost变换器屮，这就要求寻找到新的方法对该系统进行建模、设计和仿真。Boost变换器的建模是Boost变换器各项研究的基础，因此建立合适的模型是其分析设计的关键坏节。基于状态空间平均⑵幻或电路平均的小信号法⑷作为电力电子电路拓扑的主要建模与分析方法，具有简单易用的特点，便于稳定性分析以及控制器的设计。但由于小信号在模型的分析设计控制器上有较大的局限性，它忽略了系统中的高次项，只是在宏观上对变换器的性能进行了分析，

4、而且在系统面对大信号扰动（如负载突变、外界干扰等）、设计具有高性能的控制器时也很难发挥作用。因此，Boost变换器的控制研究耍想得到一定的突破，需耍基础控制理论研究的支撑。近年来，随着控制理论的迅速发展，我们对控制系统的认识由线性系统、非线性系统上升到混杂系统（hybridsystem）o所谓混杂系统，指的是曲连续时间动态系统和离散事件动态系统相互混杂、相互作用而形成的统一动态系统⑸。与传统的连续变量动态系统或离散事件动态系统相比，混杂系统具有以卜•特点叫①系统内部存在两种性质不同的变量:一种是连续时间，另一种则是离散事件变量；②系统运动

5、由离散事件与连续时间共同作用进行；③当连续状态量穿过阈值时触发相应的离散事件。Boost变换器具有上面描述的特点，本质上是一种混杂系统，同时其既可以工作在连续（CCM）方式也可以工作在离散（DCM）方式，当开关开通或关断吋，系统为连续控制系统，而当功率开关曲开通切换到关断或曲关断切换到导通时，系统又为离散控制系统。近些年，随着混杂系统理论研究的深入，越来越多的学者尝试将混杂系统理论应用于DC-DC开关变换器的建模和控制。冃前，混杂动态系统的理论研究内容主要包括以下几个方而：混杂动态系统的模型研究、混杂动态系统的分析与综合以及混杂动态系统的

6、优化控制⑺。由于混杂系统模型是根据系统所研究的对象来建立的，现在还不存在统一的混杂系统模型及建模方法，所以只能在具体系统上进行具体分析。当前，已公开发表的混杂模型多达数十种'阿，而一些典型模型如:递阶模型3、自动机与变迁系统模型山」、Petri网模型问、动态系统模型问等在具体的混杂系统中得到广泛应用。混杂动态系统分析中包括一般系统分析问题如:稳定性和镇定分析、能控与能观分析[1可达性分析等内容网和建模的状态空间分区㈣等内容。在混杂系统中，稳定性概念必须同时包含连续和离散两个指标。稳定性理论应用到混杂系统中的处理方法很多，主要包括：公共L

7、yapunov函数法、类Lyapunov函数法曲、多Lyapunov函数法线性矩阵不等式法〔閘、不变集方法何和切换序列法塚等。在这些处理方法中，大部分只能适用于某一类混杂系统。综合DC-DC变换器和混杂系统理论的发展趋势，运用混杂系统理论研究BoostDC-DC变换器，能使建立的模型更加精确，有利于系统控制的研究。运用混朵系统理论研究Boost变换器，还能为解决Boost变换器模型不精确和稳定性分析问题探索新的途径。本文在了解Boost变换器工作原理的基础上，进行了Boost变换器混杂切换系统的设计与仿真。主要内容如下：第一章阐述本课题的

8、研究意义及背景，介绍本课题的主要工作内容。第二章针对实际的Boost变换器电路，分别在其两种工作模式(DCM和CCM)下分析电路工作状态，根据基尔霍夫定理列出各种屯压电流方程，选取合适的电路参