峰值电流模式控制同步开关z源变换器的动力学研究

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1、—綱UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目峰值电流模式控制同步开关z源变换器的动力学研究学科专业材料科学与工程学号201221170118作者姓名_______________向俊杰指导教师_________项晓东教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位

2、或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：味日期年jr月^7日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）分类号密级注1UDC学位论文峰值电流模式控制同步开关Z源变换器的动力学研究（题名和副题名）向俊杰

3、（作者姓名）指导教师项晓东教授向勇教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业材料科学与工程提交论文日期2015.03.20论文答辩日期2015.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月23日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号DYNAMICALSTUDYOFPEAK-CURRENT-MODECONTROLLEDSYNCHRONOUSSWITCHINGZ-SOURCECONVERTERADoctorDissertation(MasterThesisorMasterResear

4、chReport)SubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MaterialsScienceandEngineeringAuthor:JunjieXiangAdvisor:Prof.XiaodongXiang，Prof.YongXiangSchool:SchoolofEnergyScienceandEngineer摘要摘要伴随着电子技术和控制技术的发展，在电能转换领域，我们对系统的效率和可靠性提出了更高的要求。传统的逆变器，整流器等都由于自身结构的原

5、因，带来了许多缺陷，例如可靠性低，容易导致受到电磁干扰，进而使同一桥臂直通或者开路而损坏器件；而且往往需要多级设计才可以满足电压转换要求，不但增加了系统成本，还引入了较多的谐波成分。但是，近年来，一种被称为Z源网络的拓扑结构被引入到了开关变换领域，且涌现了一系列Z源变换器，例如Z源整流器、Z源逆变器等，它们可以克服传统逆变器，整流器等的自身缺陷，例如可靠性低，升压降压能力有局限等，故具有很好的应用前景。但同时Z源变换器作为开关变换器，属于强非线性-时变系统，且由于Z源网络的引入使其成为了一个高阶系统。为了设计优秀的Z源变换器，我们必须对其

6、非线性特性进行详细的研究，以指导我们的工程设计。本文以一个简单的Z源变换器，即峰值电流模式控制下的同步开关Z源变换器为研究对象，针对其非线性动力学行为研究做了如下工作，为该类变换器的建模和动力学行为研究做出了一定贡献。1.分析了峰值电流模式控制下同步开关Z源变换器的工作原理和动态特性；2.建立了峰值电流模式控制下同步开关Z源变换器的精确离散迭代模型；3.计算得到了不同分岔参数下系统的不动点及其雅克比矩阵特征值的变化情况，从而分析了系统的稳定性；4.利用数值仿真得到了系统的分岔图和Lyapunov指数谱，重点分析了存在该系统下的边界碰撞分岔

7、行为，求得了边界碰撞分岔的上下线和边界碰撞线；在Matlab/Simulink中搭建变换器的电路仿真模型，通过系统的时域仿真图和庞加莱截面从不同的侧面展示了系统的动力学行为演化过程；5.对离散迭代映射产生的稳定的迭代序列进行了统计特性研究和信息熵研究，从信息论的角度再次来分析系统的动力学行为，把统计学和信息论的理论应用于开关变换器动力学行为的研究；6.对整个系统进行实验研究，实验结果表明:本论文对峰值电流模式控制的同步开关Z源变换器的理论建模，仿真研究是正确的，与实验结果完全吻合。关键词：Z源变换器，分岔，混沌，雅可比矩阵，熵IABSTR

8、ACTABSTRACTWiththedevelopmentofmodernpowerelectronicstechnology,peoplehavethenewrequirementsonth