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期刊號： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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電壓控制型Buck變換器的混沌抑制策略

來源：電工電氣發(fā)布時間：2023-04-01 09:01 瀏覽次數(shù)：363

電壓控制型Buck變換器的混沌抑制策略

馬幼捷，王碩，周雪松，王宇隆
(天津理工大學(xué) 電氣工程與自動化學(xué)院，天津 300384)
 
    摘 要：針對降壓 (Buck) 變換器運行過程中所產(chǎn)生的混沌現(xiàn)象，根據(jù)變換器的工作特性確立其數(shù)學(xué)模型，并分析其通往混沌的道路。分別使用了兩種控制策略使系統(tǒng)穩(wěn)定于周期 1 狀態(tài)：第一種是設(shè)計非線性控制器，施加該控制器后，系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)快，抗擾性強，但輸出電壓與參考值有一定的偏差；第二種是基于終端滑模自抗擾控制 (TSMADRC) 的雙閉環(huán)控制策略，使用該控制策略后，系統(tǒng)輸出超調(diào)量小、動態(tài)響應(yīng)快且具有較好的暫態(tài)響應(yīng)，并且從源頭上避免了混沌現(xiàn)象的發(fā)生。仿真結(jié)果表明，兩種控制方法均可以抑制混沌現(xiàn)象的發(fā)生，使 Buck 變換器工作于穩(wěn)定的周期 1 狀態(tài)。
    關(guān)鍵詞： Buck 變換器；混沌現(xiàn)象；非線性控制器；終端滑模自抗擾控制
    中圖分類號：TM132 ；TN624     文獻標(biāo)識碼：A     文章編號：1007-3175(2023)03-0001-07
 
Chaos Curb Strategy for Voltage-Controlled Buck Converter
 
MA You-jie,WANG Shuo, ZHOU Xue-song, WANG Yu-long
（School of Electrical Engineering and Automation, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384,China）
 
    Abstract: The chaos phenomenon occurs during the operation of the Buck converter, so the paper, according to the working characteristics of the converter, builds a mathematical model to analyze its pathway to chaos. Then, two control strategies are applied to stabilize the system in the period 1.The first is designing a nonlinear controller which makes the system have fast dynamic response and strong disturbance rejection, but the output voltage is deviated from the reference value. The second is a double-loop control strategy based on Terminal Sliding Mode Auto Disturbance Rejection Control (TSMADRC). It not only makes the system have small output overshoot, fast dynamic response and good transient response, but also avoids the chaos phenomenon from the source. The simulation results show that both control strategies are able to curb the chaos phenomenon to make the Buck converter work stably in the period 1.
    Key words: Buck converter; chaos phenomenon; nonlinear controller; terminal sliding mode auto disturbance rejection control
 
參考文獻
[1] 張希，王天石，沙金，等. 級聯(lián)開關(guān)變換器中源變換器的穩(wěn)定性機理研究[J] . 電子科技大學(xué)學(xué)報，2022，51(1)：73-82.
[2] 顧志銘，周宇飛，熊向暉. 光伏系統(tǒng)中 ASI Boost 變換器的穩(wěn)定性分析與控制[J] . 電源技術(shù)，2021，45(6)：786-790.
[3] 鮮永菊，扶坤榮，徐昌彪. 一個具有多翼吸引子的四維多穩(wěn)態(tài)超混沌系統(tǒng)[J] . 振動與沖擊，2021，40(1)：15-22.
[4] ZHU B, FAN Q, LI G, et al.Chaos suppression for a Buck converter with the memristive load[J].Analog Integr Circ Sig Process，2021，107(2)：309-318.
[5] YANG Y, LI D, WANG D.Dynamic analysis of the switched-inductor Buck-Boost converter based on the memristor[J].Electronics，2021，10(4)：452.
[6] GAO P, MIN F, LI C, et al.Dynamical analysis of boundary behaviors of current-controlled DC-DC Buck converter[J].Nonlinear Dyn，2021，106(3)：2203-2228.
[7] 余鐵鈔， 周群， 呂尋齋， 等. 控制電容參數(shù)對 DCVM Cuk PFC 穩(wěn)定性的影響[J]. 電源學(xué)報，2020，18(2)：55-62.
[8] 孫黎霞，周照宇，溫正賡，等.SPWM-H 橋變換器中分岔與混沌的自適應(yīng)載波調(diào)幅控制[J] . 電測與儀表，2020，57(23)：101-108.
[9] 鄒艷麗，羅曉曙，方錦清，等. 脈沖電壓微分反饋法控制 buck 功率變換器中的混沌[J] . 物理學(xué)報，2003(12)：2978-2984.
[10] 羅辭勇，肖發(fā)福，唐書窗. 電壓模式 Buck 變換器混沌建模與控制研究[J] . 計算機仿真，2014，31(9)：151-155.
[11] 張瑞瑞，張小平，吳智. 基于分段延遲反饋的 Buck-Boost 變換器混沌控制[J]. 湖南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2020，35(2)：69-75.
[12] 周宇飛，陳軍寧，謝智剛，等. 參數(shù)共振微擾法在 Boost 變換器混沌控制中的實現(xiàn)及其優(yōu)化[J]. 物理學(xué)報，2004(11)：3676-3683.
[13] LI Z, YUAN Y, WANG H N.Fuzzy adaptive timedelay feedback controlling chaos in Buck converter[C]//2020 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)，2020：4732-4737.
[14] SINGH A H, KAPAT S, BANERJEE S, et al.Nonlinear analysis of discretization effects in a digital current mode controlled boost converter[J].IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems，2015，5(3)：336-344.
[15] LI S , FAHIMI B . On the period-doubling bifurcation in PWM controlled Buck converter[C]//2018 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo(ITEC)，2018：589-594.