升压型dc-dc开关变换器混杂建模与控制研究

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1、第32卷第4期铁道学报Vo1．32No．42010年8月JOURNALOFTHECHINARAILWAYSOCIETYAugust2010文章编号：1001-8360(2010)04—0050-06升压型DC—DC开关变换器的混杂建模与控制研究马红波，冯全源，郭进(西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都610031)摘要：基于混杂系统理论，建立了升压型开关变换器的混杂自动机模型，使得开关变换器的控制简化为混杂自动机模型的边界选择问题。与传统的状态空间平均法和电路平均法相比，该模型中没有任何假设和线性近似，建模精度高，可以对

2、电力电子电路进行更好的分析与控制。根据开关变换器电感最小电流与输出电流的比较，将电感电流连续模式细分为完全电感供能模式和不完全电感供能模式两种子模式，提出一种新的混杂控制策略，应用电路理论方法给出了理想变换器和考虑输出电容寄生电阻的混杂控制边界的综合方法和计算公式。数值结果和分析表明了混杂建模和控制策略的有效性。关键词：混杂控制；建模；升压型开关变换器；混杂自动机；完全电感供能模式；不完全电感供能模式中图分类号：TM46文章标志码：Adoi：10．3969／J．issn．1001-8360．2010．04．010Hybrid

3、ModelingandControlStrategyforBoostDC--DCSwitchingConvertersMAHong—bo，FENGQuan—yuan，GUOJin(SchoolofInformationScience＆Technology．SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Theboostswitchingconverterismodeledasahybridautomatonmodelwiththreemodesofoperat

4、ionforthepurposeofdesigninganappropriatecontrollawtoregulateitsoutputvoltage．Thecontrolproblemissimplifiedtoaboundaryselectionproblem．Comparedwiththestatespaceaveragemethodandthecircuitaver—ageapproach，theproposedmodelmakesnoassumptionsandlinearapproximation，whichi

5、smoresuitableforanalyzingandcontrollingofpowerelectroniccircuits．Bycomparingtheminimumcurrentthroughtheinductorwiththeaverageoutputcurrent，theCCM(continuousconductionmode)isdividedintotWOtypes，i．e．，theCompleteInductorSupplyMode(CISM)andtheIncompleteInductorSupplyMo

6、de(IISM)．Anewhybridcontrolschemeisputforwardtoregulatetheoutputvoltageoftheboostconverter．Boundaryconditions，gov—erningthetransitionoftheconverteroperationfromonediscretestatetotheotherinahybridautomatonrepre—sentationarederivedforboththeidealandthepracticalboostco

7、nvertersfromthebasiccircuitlaws．Thestatetrajectorieshavebeenshowntoreachahybridlimitcyclealreadyprovedtobesuper—stablefromconsiderationofchaos．Numericalresultsclearlybringouttheadvantagesoftheproposedcontrolschemeandthehybridmode1．Keywords：hybridcontrol；modeling；bo

8、ostswitchingconverter；hybridautomaton；completeinductorsupplymode(CISM)；incompleteinductorsupplymode(IISM)电力电子电路中，开关器件的使用使得电路拓扑态下可能出现的拓扑进行组合，产生一个统