电流模式控制下的混沌控制的升压转换器

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1、电流模式控制下的混沌控制的升压转换器何丽红贾梅梅董忠文吴建华信息科学与工程学院，东北大学，沈阳，110004电子邮件：helihong@mail.neu.edu.cn摘要：电流模式控制下的升压转换器混沌现象正在得到进一步的研究。根据参考电流Rref，它是由分岔参数，分岔图，3周期窗口图和间歇混沌奇异吸引子通过将离散图获得。通过采用一个非线性反馈控制器，它是以x

2、x

3、混沌升压转换器的形式存在的分段二次函数，升压转换器的混沌控制应经成功。数值模拟表明，该方法适合多元化的周期轨道的稳定控制，它是通过调节非线性反馈控制器的反馈增益来实现的。关键词：升压转换器分段二次函数X

4、

5、X

6、混沌控制可控的范围图1引言在DC/DC电源转换器运行过程中，经常会出现一些不正规的现象，例如运行状态的突然崩溃，未知的电磁噪声，正在运行的系统的不稳定性，该系统不能根据设计要求工作等等。现有的研究表明，这些不规则的现象，是电源转换器的混沌现象的普遍表现。例如，常见的升压转换器的反馈振荡现象，这是由于参数设计不适当的分岔运动造成的。在电流模式控制升压转换器被视为调查的非线性现象的一类早期的电源转换器，它被广泛的应用于工业领域。随着系统参数的改变，在电流模式控制的升压转换器将出现倍周期分岔，然后进入混沌状态。在混乱的状态下，电压的幅值和系统的电流幅值有较大的波动

7、。工作状态是不稳定的并且混沌升压转换器中的工作绩效恶化。因此，寻找有效的防治方法，以避免混乱的行为具有一定的理论价值和实际工程意义。目前，混沌特性和电流控制型升压变换器的混沌控制进行了大量的研究。文献[3-5]通过使用OGY思想，开展升压变换器的研究，该思想是从实验的观点验证的。文献[6-8]通过使用外部正弦周期信号扰乱参考信号和参数优化是通过模拟的方法讨论了实现升压变换器的混沌控制。文献[9]通过应用延时负反馈的方法实现了混沌控制的应用，这方法不改变系统的单周期稳态解。但上述方法通常可以控制混乱的升压转换器的低周期轨道。为了实现电流控制升压变换器的混沌控制中的混

8、沌状态，本文设计了一种基于X

9、X

10、的分段二次函数形式的非线性反馈控制器。仿真实验表明，该控制方法非常简单，它的可控范围宽，其精确的仿真模型是容易获得的，并且很容易在电路上执行。2离散映射升压转换器Fig.1.在电流模式控制下的升压转换器Fig.2.电感器电流和输出电压的示例图在电流模式控制的升压转换器的架构如图fig.1。假设该转换器工作在连续导通模式（CCM），有两种转变模式。当t为0时，开关H是打开的，二极管D是关闭的。根据基尔霍夫定律和组件的状态约束方程，转换器的状态方程如下：我们假设电感器电流和电容器电压的初始值是，il=in和开关条件il=Iref在t

11、n时发生。如图2所示。所以，解方程（1）和（2）为：K=1/2RC,开关H在tn时刻关闭。当开关H关闭而二极管D打开，根据基尔霍夫定律和组件的状态约束方程，转换器的状态方程如下：方程（6）和方程（7）的通解如下:,系数A，B是由边界条件确定。当开关H关闭时，升压转换器的动态行为有方程（8）来描述。直到下一个时钟脉冲到来时开关H才打开。根据图和Fig.2.升压转换器的性质，开关H的关闭时间tm如下：开关H关闭的瞬间以记录t=0为起始时间。有方程（8）我们可以知道：开始时刻（t=0）开关H闭合相位是开关H的结束时间（NT=T）开通阶段。根据所述电容器的电压和电感电流不

12、能突然改变，以及等式（4）和（6）中，我们知道：从方程式（10）和（11），我们得到：假设in+1=il（tm），稀疏A,B带入到方程（8）中我们可以的得到：类似的，假设vn+1=v0（tm），把方程式（13）带入到方程（6）中可以得到：根据该Matlab程序和离散模型（3），（4），（13），（14），其中描述了升压转换器，研究了模拟升压转换器。3混沌现象研究的升压转换器当对升压变换器的分岔和混沌现象进行了研究之后，电路参数如下：Vin=10v，L=1mH,C=12Μf,R=20Ω,T=100μs，Iref=0.5～5.5A,假设参考电流Iref作为分岔参数，我

13、们在每个时钟脉冲的分岔参数和每一个具体的记录状态变量的值来执行模拟，然后一个庞加莱截面可以被创建。假设分岔参数Iref为横坐标，电感电流Li上的庞加莱截面为纵坐标，因此对于升压变换器的分岔图会随着电流Iref的变化而获得，如图Fig.3.所示。Fig.3.升压转换器的分岔图当参考电流Iref的范围是0.5～1.7A，该转换器是1周期状态;当参考电流Iref的范围是1.7～2.4A，该转换器是2周期状态;当参考电流Iref的范围是2.4～2.62A，该转换器是4周期状态;当参考电流Iref范围是2.62～2.68A，该转换器是8周期状态;当参考电流Iref的范围超过

14、了2.7A