基于光伏发电的superbuck变换器的非线性动力学研究

【摘要】：能源短缺和环境污染使得分布式太阳能光伏发电系统获得了广泛的关注,而其中功率变换器的研究成为了焦点。Superbuck变换器被验证能够应用于太阳能发电系统当中,并且增加整个系统的发电效率。人们对Superbuck变换器进行了深入的研究,但是由于四阶系统较难精确建模以及计算复杂繁琐的特点,使得它的非线性动力学研究处于空白。而对于DC-DC变换器这种强非线性拓扑结构,只分析其线性状态下的稳定性是不够的,因此,本文以superbuck变换器的非线性动力学现象为研究对象,通过理论分析、数值仿真、实验验证等研究方法找到了变换器系统稳定性的条件。实际工程应用当中,应该合理设计系统的电路参数,避免系统处于分岔、混沌等不稳定状态。具体内容包括:1.介绍了superbuck变换器的基本动态特性,得到变换器的稳定工作点以及处于稳定工作的条件。介绍了superbuck变换器几种常见的反馈控制模式及它们的工作方式。2.介绍了非线性动力学研究的基本理论,包括稳定性理论、分岔理论和混沌理论。介绍了稳定性判断方法、常见分岔类型、混沌特性描述及混沌分析方法等。3.推导了superbuck变换器的离散时间映射建模和状态空间平均建模。得到了superbuck变换器的近似离散迭代模型和状态平均模型。得到了占空比及分岔参数在首次分岔点的值。4.计算得到了不同分岔参数下superbuck变换器系统的不动点以及雅可比矩阵特征值的变化特点,并验证了状态空间平均建模的精确性和近似离散时间映射建模的正确性。5.利用数值仿真,得到了superbuck变换器的分岔图、时域波形图、相图、庞加莱截面、功率谱线等非线性特征曲线。最后通过实验测试验证了数值仿真的正确性。 【关键词】：Superbuck变换器 不动点 雅可比矩阵特征值 分岔 混沌
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究工作的背景与意义9-11
• 1.2 DC-DC变换器非线性动力学国内外研究历史与现状11-12
• 1.3 本文的主要贡献与创新12
• 1.4 本论文的结构安排12-14
• 第二章 SUPERBUCK功率变换器动态分析及非线性动力学基础14-36
• 2.1 superbuck功率变换器动态分析14-23
• 2.1.1 superbuck变换器拓扑介绍14-15
• 2.1.2 superbuck变换器基本动态特性15-23
• 2.2 superbuck功率变换器的反馈控制方式23-28
• 2.2.1 电压反馈型23-24
• 2.2.2 峰值电流反馈型24-26
• 2.2.3 平均电流反馈型26
• 2.2.4 谷值电流反馈型26-28
• 2.3 非线性动力学理论基础28-35
• 2.3.1 稳定性理论28-31
• 2.3.2 分岔理论31-33
• 2.3.3 混沌理论33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 SUPERBUCK变换器非线性建模36-44
• 3.1 离散时间映射建模36-40
• 3.2 状态空间平均模型40-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 SUPERBUCK变换器非线性动力学行为分析44-60
• 4.1 不动点的稳定性分析44-49
• 4.1.1 不动点44-47
• 4.1.2 雅可比矩阵47-49
• 4.2 数值分析49-56
• 4.3 实验验证56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 全文总结与展望60-61
• 5.1 全文总结60
• 5.2 后续工作展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间取得的成果66-67

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

相关课程中有关非线性动力学内容教学方法初探    冯志华

创新在非线性动力学领域——访天津大学陈予恕院士    张立红;

现代工程非线性动力学的现状与展望    陈予恕

非线性动力学中的混沌现象    王兰芳

非线性动力学专家陈予恕    查国志

近代机械非线性动力学与优化设计技术的若干问题    陈予恕;曹登庆;黄文虎;

机械系统中的非线性动力学问题及其研究进展    张伟,陈予恕

国家自然科学基金重大项目——大型旋转机械非线性动力学研究获重要成果    

基金重大项目“大型旋转机械非线性动力学问题”中期成果总结    孟庆国,陈予恕

刚性剑杆的动力稳定性I:非线性动力学建模    冯志华

关于动力学和工程非线性动力学的内容结构    陈予恕;

关于动力学和工程非线性动力学的内容结构    陈予恕;

对随机非线性动力学研究的几点看法    甘春标;

旋转机械发展中的若干非线性动力学问题    陈予恕;

浅谈非线性动力学的发展史    孙琪;徐鉴;

L型梁结构非线性动力学研究    曹东兴;张伟;姚明辉;

随机非线性动力学在振动动态监测与故障预警中的应用    甘春标;

分叉与混沌—非线性动力学的发展与应用    赵国景;

系统学和非线性动力学    朱照宣;

新型材料结构非线性动力学研究的若干新进展    张伟;

张伟：在重大工程中探寻非线性动力学    向畅

根治机械振动失稳顽疾    郝丽

大型旋转机械非线性动力学研究成果丰硕    记者　陈建强　通讯员　孙卫军

大范围运动柔性梁非线性动力学    冯志华

空间飞行器中液固耦合晃动的非线性动力学研究    钟顺

复杂化学体系中若干非线性动力学问题的研究    赵刚

气动力及热载荷作用下功能梯度材料矩形板的非线性动力学    丁然

群体态度构成与演化的非线性动力学模型及其应用研究    李小平

具粘弹性支承的裂纹转子系统的非线性动力学研究    陈昌萍

转子系统故障的若干非线性动力学问题及智能诊断研究    罗跃纲

物理时空中相对论弦与相对论膜的非线性动力学    李晓燕

叶轮机械含裂纹叶片转子系统的非线性动力学研究    王依

基于小波分析数值求解几类非线性动力学问题    刘铸永

倒立摆的非线性动力学与控制的研究    赵梦欣

囚禁离子非线性动力学的实验研究    吴浩煜

非线性动力学方程的高精度计算研究    薛笑荣

EFG显式非线性动力学计算平台开发及应用    王中钢

具有完整约束的复杂转子—轴承耦合系统非线性动力学研究    李自刚

基于光伏发电的superbuck变换器的非线性动力学研究    周维为

基于放电节律的神经系统动力学问题研究    刘昊

耦合故障转子系统非线性动力学若干问题    杨锦坤