DCDC、DCAC能源变换器分岔行为研究.pdf

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1、DC/DC、DC/AC能源变换器分岔行为研究李伊宁2015年1月中图分类号：TM132UDC分类号：621.3DC/DC、DC/AC能源变换器分岔行为研究作者姓名李伊宁学院名称自动化学院指导教师陈振副教授答辩委员会主席刘向东教授申请学位工学硕士学科专业电气工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月TheBifurcationStudyoftheDC/DCandDC/ACBasicConverterSystemCandidateName：YiningLiSchoolorDepartment:SchoolofAutomationFacultyMentor:

2、Vice-prof.ZhenChenChair,ThesisCommittee：Prof.XiangdongLiuDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ElectricalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January,2015摘要随着对能源需求的日益增加，新能源发电已经越来越受到人们的青睐。基于电力电子技术的能源变换器是新能源系统的核心部分，具有很大的社会需求。作为典型的强非线性系统，能源变换器的建模、分析以及控制律的设计，却通常

3、采用的都是针对线性系统的建模分析方法。在实际应用中，当变换器的参数出现改变、或者受到外部干扰之时，就有可能会出现分岔、混沌等非线性现象，这就对系统的稳定性造成了严重影响。随着非线性动力学理论的发展和应用，通过分岔理论研究能源变换器的非线性特性为改善系统的稳定性提供了行之有效的解决方案。因此，对能源变换器分岔行为的研究有着十分重要的科学意义和实践价值。典型的能源变换器主要包括DC/DC变换器、DC/AC三相逆变器等。为了应对能源变换器的非线性特性，通过采用电流反馈型控制和单周控制等方法可实现对能源变换器输出电压的精确调制，从而得到在非理想实际条件下较好的稳态性能。本文

4、主要研究了单周控制电压反馈型BUCK变换器、电流模式双闭环控制BUCK-BOOST变换器以及三相逆变器的分岔行为。通过建立真实运行工作条件下典型能源变换器的物理模型，采用非线性动力学分岔理论对能源变换器的分岔行为开展研究，揭示变换器在工作过程中震荡失稳的物理机理；结合电路仿真（实验）和理论分析，给出各系统的关键参数稳定区间，可以为工程设计实践给出参照。关键词：分岔；DC/DC能源变换器；DC/AC能源变换器；非线性IAbstractWiththeincreasingdemandoftheenergyconsumption,cleanenergygenerationb

5、ecomesmoreandmorepopular.Thepowerconverterwhichisbasedonthepowerelectronictechnologyisthekeyelementtothenewenergysystem.Asatypicalnonlinearsystem,themodeling,analysis,anddesignofcontrolmethodofpowerconverterarealwaysbasedonthelinearmodel.However,inrealisticapplication,theperformanceofs

6、ystemstabilitymaybereducedduetothenonlinearitiessuchasthebifurcationandthechaoswhicharecausedbytheparametervariationorexternaldisturbance.Thedevelopmentofnonlineardynamicsmakesitpossibletoanalyzethenonlinearcharacteristicsofpowerconverterandtoimprovethesystemstability.Therefore，ithasas

7、cientificmeaningandpracticalvaluetostudythebifurcationofpowerconverter.Conventionally,theDCinputconvertermainlyincludestheDC/DCconverterandDC/ACinverter.Thecurrentfeedbackcontrolandonecyclecontrolcanbeusedforaccuratevoltagemodulationtodealwiththenonlinearityoftheseconverters.Thispape