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基于切换线性系统理论的DC-DC变换器控制系统的能控性和能达性 被引量:25
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作者 胡宗波 张波 +1 位作者 邓卫华 张涌萍 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期165-170,共6页
该文将电力电子电路视为一类混杂动态系统,尝试在DC-DC变换器控制系统研究中引入切换线性系统的概念和理论。将基本DC-DC变换器建立为切换线性模型,由此提出DC-DC变换器能控性和能达性等基本控制特性,为DC-DC变换器控制系统的优化控制... 该文将电力电子电路视为一类混杂动态系统,尝试在DC-DC变换器控制系统研究中引入切换线性系统的概念和理论。将基本DC-DC变换器建立为切换线性模型,由此提出DC-DC变换器能控性和能达性等基本控制特性,为DC-DC变换器控制系统的优化控制和其它控制策略的实现提供理论依据。以Buck变换器控制系统设计为例进行仿真验证,分析了能控性和能达性研究的理论意义。该文的研究还表明,研究方法也适应于其它电力电子电路能控性和能达性的研究。 展开更多
关键词 能达性 切换线性系统 dc-dc变换器 电力电子电路 控制系统 BUCK变换器 控制特性 仿真验证 动态系统 控制策略
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Piecewise Smooth Dynamical Systems Modeling Based on Putzer and Fibonacci-Horner Theorems:DC-DC Converters Case
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作者 Abdelkader Khoudiri Kamel Guesmi Djillali Mahi 《International Journal of Automation and computing》 EI CSCD 2016年第3期246-258,共13页
The paper deals with the problem of switched dynamical systems modeling especially in DC-DC converters case study consideration. It presents two approaches to describe accurately the behavior of this class of systems.... The paper deals with the problem of switched dynamical systems modeling especially in DC-DC converters case study consideration. It presents two approaches to describe accurately the behavior of this class of systems. To clarify the paper's contribution, the proposed approaches are validated through simulations and experimental results. A comparative study, between the obtained results and those of other techniques from the literature, is given to evaluate the performances of the studied approaches. 展开更多
关键词 switched systems dc-dc converters modeling Cayley-Hamilton theorem Putzer's theorem Fibonacci-Horner decom-position theorem.
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PWM DC-DC变换器混杂动态系统的能控性和能观性 被引量:18
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作者 胡宗波 张波 +1 位作者 邓卫华 胡少甫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期76-82,共7页
在PWMDC-DC变换器研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念和相关理论,研究PWMDC-DC变换器的能控性和能观性。首先将PWMDC-DC变换器建立为周期型切换线性系统模型,然后根据周期型切换线性系统的一个周期之后和多周期的能控性和能观... 在PWMDC-DC变换器研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念和相关理论,研究PWMDC-DC变换器的能控性和能观性。首先将PWMDC-DC变换器建立为周期型切换线性系统模型,然后根据周期型切换线性系统的一个周期之后和多周期的能控性和能观性定义及定理,以BuckPWM变换器为例,分析变换器一个周期之后和多周期的能控性和能观性,最后对BuckPWM变换器进行能控性实验验证。实验结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和BuckPWM变换器作为周期型切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的。本文的研究还表明,研究方法也适应于其他功率变换器能控性和能观性的研究。 展开更多
关键词 PWM dc-dc变换器 周期型切换线性系统 能控性 能观性
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基于切换线性系统的DC-DC变换器矩阵系数多项式描述模型 被引量:6
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作者 杜贵平 张波 +2 位作者 张涌萍 胡宗波 邓卫华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第21期65-70,共6页
该文将DC-DC变换器视为一类典型的混杂动态系统,即切换线性系统,引入切换线性系统的一种新的数学建模方法——矩阵系数多项式插值建模法对基本的DC-DC变换器进行建模。建立了DC-DC变换器线性切换系统的连续部分与离散部分联系的显式描... 该文将DC-DC变换器视为一类典型的混杂动态系统,即切换线性系统,引入切换线性系统的一种新的数学建模方法——矩阵系数多项式插值建模法对基本的DC-DC变换器进行建模。建立了DC-DC变换器线性切换系统的连续部分与离散部分联系的显式描述形式,得到一个离散变量与连续变量直接相互作用的数学模型。该矩阵系数多项式模型从某种程度上更深入地揭示了DC-DC变换器切换线性系统的运行本质,并且对系统的性能分析产生一定的作用。稳态分析和瞬态闭环仿真的结果均验证了该新型模型的实用性。 展开更多
关键词 电力电子 切换线性系统 dc-dc变换器 建模
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驱动恒流负载的DC-DC变换器的能控性 被引量:5
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作者 徐志宇 庄玮琳 +1 位作者 许维胜 吴启迪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期44-49,共6页
考察DC-DC变换器驱动恒流负载时的能控性。用恒值电流沉表示恒流负载,则变换器可表示为双输入切换线性系统。①应用切换线性系统的判据,直接分析其能控性;②构建具有相同能控集的单输入切换系统,通过研究单输入系统间接地分析其能控性... 考察DC-DC变换器驱动恒流负载时的能控性。用恒值电流沉表示恒流负载,则变换器可表示为双输入切换线性系统。①应用切换线性系统的判据,直接分析其能控性;②构建具有相同能控集的单输入切换系统,通过研究单输入系统间接地分析其能控性。证明了带恒流负载的DC-DC变换器在连续或断续导通模式下都是能控的,且可以在一个开关周期内实现。Boost型LED驱动电路的实验结果显示,当电源/负载阶跃扰动时,LED电流和输出电压都可以被控制在设计值。从而验证了能控性的分析结论。 展开更多
关键词 dc-dc变换器 恒流负载 切换线性系统 多输入系统 能控性
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直流微电网中DC-DC变换器的切换控制方法研究 被引量:9
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作者 卢自宝 龚莉 +1 位作者 赵传超 郑睿 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期202-209,共8页
本文针对直流微电网中的DC-DC变换器进行了研究,以变换器的开关动作为切换信号建立线性切换系统模型,基于PWM波的特性提出一种新的切换控制方法用于DC-DC变换器网络。该切换控制方法既与时间有关又与系统状态有关,首先通过系统状态误差... 本文针对直流微电网中的DC-DC变换器进行了研究,以变换器的开关动作为切换信号建立线性切换系统模型,基于PWM波的特性提出一种新的切换控制方法用于DC-DC变换器网络。该切换控制方法既与时间有关又与系统状态有关,首先通过系统状态误差信号来确定每一周期内的切换时间且在周期的端点处必须切换,然后将周期内对应子系统的激活时间累加得到该周期的占空比。通过仿真和实验对比,可以看出该方法限定每个开关周期只进行一次切换,能够降低系统的切换频率,在负载需求波动时能够快速响应并将输出电压稳定在期望值的±1%内,验证了该切换控制方法的优越性。该方法的实施将在一定程度上降低直流微电网的损耗和提高其稳定性。 展开更多
关键词 直流微电网 dc-dc变换器 线性切换系统 切换控制方法
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DC-DC变换器的最小投影法切换律 被引量:5
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作者 肖文勋 张波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期1-6,共6页
采用分段线性系统分析方法,DC-DC变换器的稳定性研究和控制器设计变得十分简单和有效。为此,该文建立DC-DC变换器的切换线性系统模型,引入切换线性系统投影法的概念,提出最小投影法切换律的控制策略。具体论述了DC-DC变换器实现无源控... 采用分段线性系统分析方法,DC-DC变换器的稳定性研究和控制器设计变得十分简单和有效。为此,该文建立DC-DC变换器的切换线性系统模型,引入切换线性系统投影法的概念,提出最小投影法切换律的控制策略。具体论述了DC-DC变换器实现无源控制与全局稳定性的切换律设计方法与步骤,并针对该切换律与平衡点相关的特点,在设计中进行平衡点的补偿以提高切换律的鲁棒性与收敛率。此外,为解决最小投影法切换律存在的滑模问题,还进行适合于DC-DC变换器的延时切换器设计。仿真和实验结果表明该文提出的最小投影法切换律在实际DC-DC变换器中具有普遍适用性。 展开更多
关键词 DC—DC变换器 切换线性系统 最小投影法 切换律
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DC-DC变换器分段线性系统的最小投影法切换律 被引量:1
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作者 肖文勋 张波 陈良刚 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期329-331,共3页
采用分段线性系统分析方法,DC-DC变换器的稳定性研究和控制器设计变得十分简单和有效.本文首先基于分段线性系统的稳定性原理,建立实现系统全局稳定的最小投影法切换律.其次提出基于最小投影法的收敛率分析方法,揭示了分段线性系统在整... 采用分段线性系统分析方法,DC-DC变换器的稳定性研究和控制器设计变得十分简单和有效.本文首先基于分段线性系统的稳定性原理,建立实现系统全局稳定的最小投影法切换律.其次提出基于最小投影法的收敛率分析方法,揭示了分段线性系统在整个状态邻域收敛率快慢的本质,为改善最小投影法切换律的收敛率提供理论依据.最后以Boost DC-DC变换器为例说明以上理论研究的正确性,并以实验验证最小投影法切换律在DC-DC变换器实际应用中的可行性. 展开更多
关键词 DC—DC变换器 分段线性系统 最小投影法 切换律
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基于切换线性系统平衡实现的Boost变换器模型降阶 被引量:1
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作者 吴兵 王学梅 康龙云 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期67-76,共10页
针对电力电子系统经线性化处理后可看成具有多个线性子系统的切换线性系统的模型降阶问题,提出了一种切换线性系统的模型降阶方法。对切换线性系统若直接采用传统线性系统模型降阶法降阶,将无法保证降阶后系统的稳定性和保留原系统的主... 针对电力电子系统经线性化处理后可看成具有多个线性子系统的切换线性系统的模型降阶问题,提出了一种切换线性系统的模型降阶方法。对切换线性系统若直接采用传统线性系统模型降阶法降阶,将无法保证降阶后系统的稳定性和保留原系统的主要特征。首先依据切换线性系统平衡实现理论得到的模型降阶方法,对切换线性子系统的可控和可观格莱姆矩阵分别取平均,得到一个新的平衡变换矩阵;然后以平衡变换矩阵对子系统分别进行平衡变换得到新的平衡系统;再根据平衡系统的Hankel奇异值大小,保留平衡系统中的关键状态变量进行平衡截断,得到降阶后的系统。最后以含寄生参数的Boost实际电路为例,基于所提降阶算法建立其降阶模型,通过仿真分析验证了所提降阶算法的有效性与准确性。 展开更多
关键词 电力电子变换器 切换线性系统 平衡实现 格莱姆矩阵 Hankel奇异值 模型降阶
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Buck变换器混杂动态系统的能控性和能达性 被引量:6
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作者 胡宗波 张波 邓卫华 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期23-27,共5页
尝试在Buck变换器的能控性和能达性研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念 .首先建立Buck变换器的切换线性系统模型 ;然后根据该模型的特点 ,给出系统矩阵定常、输入矩阵切换的切换线性系统的能控性和能达性定义和定理 ,并严格证... 尝试在Buck变换器的能控性和能达性研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念 .首先建立Buck变换器的切换线性系统模型 ;然后根据该模型的特点 ,给出系统矩阵定常、输入矩阵切换的切换线性系统的能控性和能达性定义和定理 ,并严格证明了Buck变换器的能控性和能达性 ;最后讨论了能控性和能达性与输出能控性的关系 ,指出能控性、能达性和输出能控性是一致的 .同时对Buck变换器的能控性进行实验验证 ,结果表明 ,在负载阶跃变化的情况下 ,变换器的输出完全可以控制并且稳定在设计值 ,这和Buck变换器作为切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的 . 展开更多
关键词 BUCK变换器 切换线性系统 能控性 能达性
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一类切换线性系统的能控能观性简易判定方法
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作者 阎昌国 龚仁喜 曾虎森 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期980-984,共5页
开关变换器这类周期型切换线性系统在一个周期之后是能控能观的。文中针对已有文献给出的判定方法存在过于复杂、不易理解的缺点,以不连续导电模式下Buck开关变换器为研究对象,提出了一种基于线性代数矩阵基本理论的简易判定方法。与以... 开关变换器这类周期型切换线性系统在一个周期之后是能控能观的。文中针对已有文献给出的判定方法存在过于复杂、不易理解的缺点,以不连续导电模式下Buck开关变换器为研究对象,提出了一种基于线性代数矩阵基本理论的简易判定方法。与以往的判定方法比较,该方法不仅具有概念清晰、易于理解等特点,同时还具有广泛的普适性,可应用于其他开关变换器中。 展开更多
关键词 开关变换器 切换线性系统 能控能观性 普适性
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周期分段线性系统稳定性理论 被引量:3
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作者 王刚 马伟明 +2 位作者 付立军 康军 马凡 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期84-91,共8页
针对分段为线性定常的电力电子系统——周期分段线性系统,利用详细模型研究其动态响应和稳定性判据及状态空间平均法的适用性。证明了该系统采样间隔为开关周期的状态变量序列是离散时间线性时不变系统,从而得到系统动态响应的解析解。... 针对分段为线性定常的电力电子系统——周期分段线性系统,利用详细模型研究其动态响应和稳定性判据及状态空间平均法的适用性。证明了该系统采样间隔为开关周期的状态变量序列是离散时间线性时不变系统,从而得到系统动态响应的解析解。基于该解析解,提出了状态空间精确平均算法和系统稳定性的特征矩阵判据,证明了状态空间平均法为上述结果的近似。类比于Lyapunov稳定的概念,提出了周期分段线性系统平衡曲线的周期稳定定义和判据,为开关变换器的动态响应和稳定性分析奠定了严格的基础。仿真分析验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 开关变换器 状态空间平均法 稳定性 周期分段线性系统 周期稳定
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