PWM Buck变换器电感引起的混沌及控制

大多数关于变换器分岔和混沌的研究都是以电源电压作为变量进行分析和控制的，而实际中电感也影响到系统的分岔和混沌。以PWM模拟电压控制Buck变换器为研究对象，首先利用计算机仿真电路得到以电感为自变量的分岔图；然后利用硬件实验电路对单周期稳定、倍周期分岔和混沌3种不同状态进行相图分析；最后采用参数扰动实现混沌控制，从分岔图可以看到原先的3种不同状态均被控制为单周期稳定状态，从硬件实验得到的时域波形图验证了控制算法的有效性。

电力电子电路是典型的开关非线性系统，容易发生各种非线性现象如分岔、混沌等，直接影响到变换器的稳定性和可靠性。在工程实践中往往很难发现电路偏离正常状态进入分岔和混沌现象的具体原因，而这个问题通过计算机模型仿真和数值计算比较容易进行分析。在不同类型的电力电子电路混沌研究中，很多文献都是以电源电压或比例放大系数为变量进行分析和研究的[4-8]，以电感量为变量的研究文献较少见。

本文以电感为变量对PWMBuck变换器的分岔和混沌现象进行全面分析，从给出的两个状态变量分岔图和三种不同状态的相图进行分析。由于分岔和混沌将导致输出的电压信号含有高次谐波，影响到系统的性能，所以本文采用参数扰动控制法，通过在变换器电路的参考电压上叠加一个与锯齿波比较信号同频同相的正弦谐波信号，把变换器的混沌状态控制为单周期稳定状态，并通过分岔图和实验波形验证了控制的有效性。其结论有利于促进分岔和混沌控制技术的研究及其在实际中的具体应用。

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