带恒功率负载DC-DC变换器的Lyapunov指数计算和动力学特性分析

针对带恒功率负载的DC-DC变换器在切换点处不存在Jacobi矩阵而无法计算系统的Lyapunov指数的问题,利用局部映射构成系统的复合Poincaré映射的方法研究该类系统的Lyapunov指数的计算方法,并据此分析系统的动力学特性。以带恒功率负载的电流模式Buck变换器为例,首先推导系统非切换阶段的局部映射和在不同模态下发生负载切换时的零时间不连续映射;然后利用局部映射构成系统的复合Poincaré映射,从而推导出系统Lyapunov指数的计算方法;最后通过数值模拟及电路仿真证明了算法的正确性。负载切换映射的引入使Lyapunov指数的计算精度得到进一步提高,本文的研究结果可为分析电力电子级联系统的非线性分段光滑动力学特性提供依据。