H桥逆变器的离散建模及混沌现象的仿真研究

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4710(2011)01-0092-05文章编号:1006-

anUniversityofTechnology(2011)Vol.27No.1西安理工大学学报JournalofXi’

H桥逆变器的离散建模及混沌现象的仿真研究

孙媛,李敏远

(西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048)

H桥逆变器为研究对象,摘要:以SPWM-采用离散映射方法建立该逆变器离散映射模型,研究电路

参数与发生混沌现象的关系,直观地展示了逆变器分岔和混沌现象的动态演化过程。仿真研究结并且给出了避免系统进入混沌状态的电路稳定运行参数域。果表明该电路中混沌现象确实存在,

关键词:H桥逆变器;离散模型;分岔;混沌中图分类号:TM461

文献标志码:A

SimulationResearchontheDiscreteModeland

ChaosinH-BridgeInverter

SUNYuan,LIMinyuan

(FacultyofAutomationandInformationEngineering,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,China)

Abstract:WithSPWM-Hbridgeinverterastheresearchobjective,thediscretereflectionmethodisa-doptedtoestablishthediscretereflectionmodelforthisinverterinthispaper。Therelationshipbetweentheelectriccircuitparametersandchaosoccurrenceisstudied,wherebythedynamicevolutionprocessofinverterbifurcationandchaosphenomenacanbedirectlyexhibited.Theresultsfromthesimulationstudyindicatethereexiststhechaosinelectriccircuitandsuggeststheparameterrangeforelectriccircuitsta-bleoperationsoastoavoidthesystementeringintochaosstate.Keywords:H-bridgeconverter;discretemodel;bifurcation;chaos电力电子电路是一个强的非线性时变系统,当

中存在着丰富的非线性现象。对于DC/DC变换器中的非线性行为的研究,自上世纪90年代起已经在国际上展开。人们发现了不同类型的DC/DC变换,并形成了一套器中所出现的分岔和混沌现象

[3-13]

。但这些成果大部分都局较为有效的研究方法

限于单开关拓扑电路,对多开关H桥逆变器中非线

性行为的研究却较少涉及。近年来Robert等人首次介绍了采用比例控制的H桥逆变器电路中出现

他们选择参考电流iref为直流的分岔和混沌现象,

量,主要研究了混沌控制中关于不稳定周期轨道的2009年王学梅、稳定控制问题。张波等也对该逆变器随参考电流iref变化时产生的边界碰撞分岔和混沌演化过程进行了探索

[14]

[1-2]

期Ts)改变的具体过程。首先根据H桥逆变器运行

过程和工作状态,选用离散映射法建立其离散数学模型,在此基础上分析电路参数对系统运行稳定性的影响,并通过仿真来展示当系统参数超出稳定运行域后系统逐渐分岔并走向混沌的演化过程。

1SPWM-H桥的数学建模及仿真

H桥逆变器作为一个分段线性系统有两种工作

在选择建模方法时平均法虽然被广泛应用但模态。

只能捕捉系统的长期动态,无法描述开关变换器单因此无法满足研究需要。离个周期内的开关动态,散模型补充了这点不足,通过采用时间离散映射的方法将变换器状态从上一个采样时刻映射到相邻的下一个采样时刻,由此来建立模型。H桥的一阶离散映射,本文主要研究SPWM-其电路如图1所示。

H本研究选择正弦参考电流进一步研究SPWM-桥的动态特性随控制系统参数(比例系数k、开关周

收稿日期:

2010-11-02

),mail:sunyuan_tz@163.com。作者简介:孙媛(1985-女,陕西薄城人,硕士生,研究方向为检测技术与自动化装置。E-)男,李敏远(1957-陕西西安人,教授,研究方向为现代电源技术与智能测控系统。

E-mail:liminyuan@xaut.edu.cn。

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