电压模式Buck变换器混沌建模与控制研究

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1、第3l卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0151—05电压模式Buck变换器混沌建模与控制研究罗辞勇，肖发福，唐书窗(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044)摘要：DC—DC变换器混沌现象与控制是复杂的非线性问题，而大部分该问题的仿真模型也是抽象的数学模块仿真模型。为了方便直观地研究，利用Maflab中simulink电路仿真模块建立了电压模式Buck变换器电路仿真模型。推导获得了变换器非线性系统的精确离散模型，并在经典OGY方法的机理上，给出了应用上述

2、方法控制变换器混沌状态的控制序列。结合所建电路仿真模型仿真分析Buck变换器由周期分岔直至混沌与OGY控制混沌回到稳定的一周期轨道的过程。仿真结果表明，所建仿真模型准确而直观地验证了离散模型的正确性及OGY方法的有效性。关键词：变换器；混沌；电路仿真模型；离散模型中图分类号：TM743；TM391．9文献标识码：BStudyonChaosModelandControlofVoltage-ModeBuckConverterLUOCi-yong，XIAOFa-fu，TANGShu-chuang(StateKeyLaboratory

3、ofPowerTransmissionEquipment＆SystemSecurityandNewTechnology．ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)ABSTRACT：ThephenomenonandcontrolofchaosintheDC—DCconverterarecomplicatednonlinearproblem．What"smore，mostsimulationmodelsofthatproblemareabstractmathematicalsimulati

4、onmodel．Inordertostudyconveniently，thispaperappliedMatlabSimulinkSimPowerSystemsmoduletobuiltthecircuitsimulationmodelofthevoltage—modeBuckconverter．Thediscretemappingmodelofthisconverterwasobtainedthroughthestroboscopicmap．Andthenthechaoscontrolsequenceofthisconver

5、terhasbeengiveninthispaperbyusingtheprincipleoftheclassicOGYmethod．TheprocessoftheBuckconverterfromchaoticperiodbifurcationtochaosandtheOGYproces—seswhichcontrolchaosbacktostableperiodicorbitswerestudiedcombinedwiththecircuitsimulationmodel．Simu—lationresultsshowtha

6、tthesimulationmodelaccuratelyandintuitivelyprovestheaccuracyofthediscretemappingmodelandthevalidityoftheOGYmethod．KEYWORDS：Converter；Chaos；Thecircuitsimulationmodel；Discretemappingmodell引言在DC—DC变换器实际运行中，时常会出现一些奇异或者不规则现象，例如临界运行状态的突然崩溃、不明的电磁噪声、系统运行的不稳定等等01-2]。近年来，非线性问

7、题进一步研究表明分岔参数的变化使变换器系统发生分岔过渡到混沌态，呈现上述杂乱的伪随机现象¨1。变换器混沌状态恶化了变换器的工作性能。因此在变换器应用中，混沌控制成为了关键Mo。OGY控制混沌理论最早的基本文献发表于1990年，是美国Maryland大学的Ott．E，GrebogiC，YorkeJA提出的，因此简称OGY方法¨o。OGY是目前比较成功有效的方法，这种控制方法对系统施加微小的参数扰动即可使某一个选定的不稳定周期轨道稳定化。并且，稳定化轨道位基金项目：国家自然科学基金项目(51177177)收稿日期：2013—12—

8、31置与原系统镶嵌周期稳定轨道位置相同。本文结合具体的Buck变换器为例，系统地研究了DC—DC变换器的混沌建模与混沌控制。Buck变换器混沌建模与控制的研究是一个复杂抽象的过程。该变换器混沌现象与控制的计算机仿真模型大部分也是复杂的状态方程类数学仿真模型M胡1。虽然数学仿真