基于简化状态轨迹的半桥LCC谐振变换器无噪声Burst模式控制策略

半桥LCC谐振变换器在轻载工作模式下,其高开关频率和谐振腔中较大的无功电流会显著降低变换器的工作效率。Burst模式是一种可有效提高变换器轻载效率的方法。但传统Burst模式会造成谐振腔电压电流剧烈振荡进而增加损耗,甚至引发变压器饱和。该文推导半桥LCC变换器不同模态的简化状态子轨迹。在此基础上,提出半桥LCC变换器的Burst模式简化状态轨迹控制策略。该策略通过控制半桥开关管的开关时间,保证半桥LCC变换器谐振腔无振荡,使变换器稳定可靠地工作在高效率状态。此外,针对极轻载条件下Burst模式的噪声污染问题,该文基于半桥LCC变换器Burst模式的简化状态轨迹,进行能量求解和改进控制,保证半桥LCC变换器Burst模式工作频率在人耳敏感的频带以外,抑制噪声的产生。最后,搭建实验装置对所提出的半桥LCC变换器Burst模式进行实验验证。实验结果证明,上述方法显著提高了半桥LCC变换器的轻载工作效率,消除了谐振腔的剧烈振荡和噪声污染。

基于Multisim8的二阶网络状态轨迹仿真分析

二阶网络暂态过程有几种情况,理论计算复杂,课堂上难以直观展现。在此以RLC串联电路的零输入响应为例,提出了用Multisim8软件研究二阶网络的暂态过程及状态轨迹的方法。在过阻尼、临界阻尼以及欠阻尼3种情况下,利用Multisim8软件的虚拟仪器对RLC串联电路的电容电压、电感电流的暂态过程及对应的网络状态轨迹进行仿真和展示。结果表明,Multisim8软件可以形象直观、快速准确地实现二阶网络的动态分析,用其仿真是一种很好的辅助教学手段。

电网络二阶齐次方程复根状态轨迹画法的证明

描述二阶线性齐次自治方程的解有几种方法 ,其中状态向量法中用轨迹描绘最为直观 ,清晰且形象化 ,易于判断网络的稳定性[5] 。在众多轨迹法中 ,用特征值、特征向量等概念来描绘轨迹最能体现系统的本质特性。本文介绍这种方法 ,并给出系统具有复根时状态轨迹画法的证明。

Windows环境下电路状态轨迹的可视化仿真

应用ＭｉｃｒｏＳｉｍＥｖａｌ６．２软件，在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下，对电路的状态轨迹进行可视化仿真。二阶电路中的状态选为电容上的电压和电感中的电流，通过仿真可以形象地显示电路在不同参数下的状态轨迹，同时说明了用软件ＭｉｃｒｏＳｉｍＥｖａｌ６．２来进行电路模拟，具有较高的计算精度和解析度。

非线性动态电路状态轨迹的仿真

本文通过运用OrCAD/PSpice 9.2软件对范得波振荡电路的状态轨迹进行仿真的过程,阐述了把模拟仿真技术运用到电路实验教学中的优越性,并提出了测试与模拟仿真相结合的实验教学方法,为电路实验教学改革提供了一条切实可行的新途径.

RLC纹波抑制电路在不同状态空间模型下状态轨迹和输出

线性直流稳压电源模块中,RLC纹波抑制电路用于过滤掺杂在直流输出电压uO中的纹波电压信号uR,以提升直流电压uO的输出品质。在前人研究的基础上,该研究首先建立RLC纹波抑制电路的传递函数GO(s)。而后,重点采用Jordan标准型和能控标准型状态空间模型分析RLC纹波抑制电路在时域零初始条件(X0(t)=0)下状态轨迹X(t)和输出响应y(t)的变化规律,为RLC纹波抑制电路各项参数的优化设计提供参考依据。

系统在标准型状态空间模型下状态轨迹和输出的研究

二阶连续系统G(s)的能控标准型∑_c(A_c,B_c,C_c)和Jordan标准型∑_J_(J,B_J,C_J)可以用于分析系统在特定控制量输入和初始条件下的时域行为。在同样的初始条件和控制信号作用下,由于∑_c≠∑_J,因此状态X_c(τ)≠X_J(τ),但由于∑_c(A_c,B_c,C_c)和∑_J(J,B_J,C_J)对应于同一个传函G(s),因此能控标准型∑_C和Jordan标准型∑_J对应的输出量Y_c(t)和Y_J(t)相同。

基于混合自动机的综合能源系统状态转移空间建模

目前对于综合能源系统的建模,更多从系统输入-输出关系、内部状态与输入输出的关系进行描述,其内部状态在不同阶段的转移过程难以清晰表达。在分布式可再生能源占比大幅度提升后,综合能源系统在不同阶段的运行状态及状态转移过程需要可观可控。为此,提出了基于混合自动机的综合能源系统分阶段状态转移空间建模方法,对综合能源系统内部状态的分阶段转移条件及其转移过程进行精准描述,有利于对综合能源系统内部所有能源生产单元和能源消费单元从启动、运行到停止的全过程进行分阶段管理与优化控制。仿真算例表明,所提模型对综合能源系统分阶段的状态转移轨迹实现了全过程观测,有利于实现全过程分阶段的高效管理与优化控制。

三维状态变量可视化及其在逆变器设计中的应用

为改进基于非对称T型低通滤波器的电压源逆变器的设计,提出一种三维状态变量的时域可视化方法。首先用状态矩阵推出状态转移方程,然后将脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波的频谱表达式代入,借助Matlab画出三维空间的状态轨迹及其平面投影。介绍通过正负反馈来抑制系统极点变化的控制策略,以空载时控制对象来设计基于内部模型原理的电压调节器的方法。提供三维状态空间轨迹、程序框图和实验结果。该方法可供有3个状态变量的控制系统设计时参考。

高功率密度高动态性能毫米波固态发射组件研究

随着雷达发射技术的发展,发射组件小型化、高功率密度化、高动态性能化成为研究的热点与难点。为提升发射组件的功率密度,基于氮化镓(GaN)器件与波导空间合成技术提出一种堆叠式发射组件设计方案,实现波导功分合成网络与组件盒体的一体化集成,同时将多路功放模块堆叠至功分合成网络之上实现组件的高功率密度小型化设计;为提升发射组件的效率,优化其脉冲负载条件下的动态性能,供电单元采用分布式结构,以“半桥LLC+双同步Buck”为主功率拓扑,半桥LLC与同步整流技术的应用实现组件成本的降低与效率的提升,创新性引入状态轨迹控制策略(OTC),在负载突变时,通过采集半桥LLC谐振槽电感电流、谐振电容电压与输出电压实现主拓扑的变频控制,从而优化发射组件的动态性能。以Ka波段200 W固态发射组件为例开展设计,实测结果表明,组件峰值功率达到213 W,平坦度达到±0.2 dB,输出杂散≤-59 dBc,在某频段组件综合效率最大为19.9%,提升了约2.1%,功率密度相比于同波段组件提升了17.98%,达到1 458 W/in3,组件脉冲负载切换动态调整时间提升了19.2%左右,具有明显的优势。

高压电子束焊机LCC谐振变换器的轨迹分析

虽然基于LC串联谐振变换器的高压电源研究己经相对成熟,但在高压大功率方面仍存在一些不足,为了得到更适合高频、高压、大功率电源的拓扑结构,研究了具有多谐振过程的LCC串并联谐振变换器,对LCC谐振变换器的两种工作方式进行了详细分析,建立了LCC谐振变换器的统一等效模型,推导了其稳态时的数学时域表达式,分别绘制了工作于电流断续模式DCM1和DCM2两种模式下的状态变量轨迹图,并分析得到适合LCC谐振电路的控制方式,给出了仿真波形,搭建了电子束焊机-60 kV/6 kW高压电源样机,给出了实验结果,验证了分析的可行性。

二次积分系统无状态反馈变结构控制

以波形分析法，研究了二次积分系统的运动规律，提出按时间切换原则实现无状态反馈的变结构控制，大大简化这类系统的设计．

仅用反作用轮进行小卫星姿态大角度机动

综合轮控高精度优点和小卫星高集成度与姿态机动的要求，以反作用轮为执行机构，采用模型状态轨迹跟踪法，在反作用轮速率饱和约束条件下，进行了模型状态轨迹和基于模型状态轨迹控制律的设计。此外，还针对飞轮摩擦等带来的常值干扰，对控制律进行了修正，以提高控制精度。仿真结果表明，此控制方法能较好地实现小卫星姿态的大角度机动。

有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器大信号特性

有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器具有优良的综合性能。然而 ,当输入电源电压或负载大信号瞬变时 ,有源箝位电路的动态特性严重影响了变压器最大磁化电流和功率开关承受的最大峰值电压。本文采用平均状态轨迹法深入分析了闭环反馈控制、输入电压前馈控制有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器瞬态大信号特性 ,获得了瞬态大信号特性与系统控制带宽、箝位支路谐振频率参数间的关系。

输油金属管线防腐保护用新型PFM开关稳压电源

提出一种适用于输油金属管线阴极防腐保护的新型DC/DC变换器,讨论其电路拓扑及工作原理,通过规范化状态轨迹图,对其工作过程进行定量分析与研究,得出有关的设计与计算公式,并结合其工作特点给出一种独特的脉冲频率调制(PFM)控制方法。基于此电路拓扑及控制方法所研发的阴极防腐保护开关稳压电源,具有输出容量大、纹波幅度小和可靠性高等特点。

现代控制理论与交流电机调速(Ⅴ)——滑模变结构控制

介绍变结构系统的基本概念、数学表达设计问题及其在交流电机调速系统中的应用。阐述滑模理论在变结构系统中的重要作用。指出设计变结构控制系统的核心思想是通过不连续控制,强迫这种类型的运动朝向状态空间的某个特定区域(滑动流形)并保持下去;同时指出,对于非线性不确定性系统,采用滑模变结构控制可能使跟踪误差最小化,并使复杂过程与系统控制的工程实现相对简单。

基于移相控制的谐振开关电容变换器占空比优化策略

谐振开关电容变换器(RSCC)通常采用移相控制调节输出电压,但该方法易增大谐振电流峰值,影响RSCC效率。为此,该文提出一种基于移相控制的占空比优化策略,通过改变占空比实现零电压软开关,降低开关损耗。首先在RSCC移相控制调压原理分析基础上,采用状态轨迹法研究其软开关下的电压比范围;然后建立RSCC通用电压比模型,通过分析占空比对RSCC谐振特性影响规律,进而提出RSCC的占空比优化策略;最后通过实验结果表明,与传统移相控制相比,该文所提占空比优化策略可有效改善RSCC的软开关电压比范围,提高整机效率。

示波器X-Y模式在电子电路实验中的应用

示波器的X-Y模式是一个附加功能,常用来观察两个信号之间的相位关系,在二阶电路中多用来观察二阶网络状态轨迹。在传统的模拟电路实验中,很少用到示波器的X-Y模式。在实验研究过程中发现,利用X-Y模式显示原理来观察基本放大电路输入和输出电压之间的相位关系、观察波形发生何种失真、设置合适的静态工作点以及测量放大电路最大不失真输出电压,都优越于传统的实验方法。

具有宽范围输入和高效率的改进型LLC谐振变换器

与传统变频控制LLC谐振变换器相比,定频移相控制LLC谐振变换器具有磁性元件设计简单的优点。但在输入电压和负载宽范围变化时,定频控制LLC谐振变换器存在环流损耗较大引起效率降低的问题。针对以上问题,本文提出了混合模式定频控制的改进型LLC谐振变换器,能够显著地拓宽变换器的电压增益范围,使LLC变换器能够适应更宽范围的电压输入,同时,提高了变换器的效率,且控制结构简单,易于实现。变换器所有开关管均能实现零电压导通(ZVS),副边整流二极管能实现零电流关断(ZCS),且电路环流损耗较小。结合状态平面轨迹模型,对混合模式定频控制的改进型LLC谐振变换器进行了理论分析,推导了电压增益的表达式以及开关管软开关的实现条件;并通过一台120~400 V输入、300 W/48 V输出的实验样机验证了理论分析的正确性。

一种新型软开关逆变器拓扑

提出一种'戽斗电荷转移式'零电流开关(CT-ZCS)功率变换机制,讨论其变换原理及工作波形,通过建立规范化状态轨迹方程和状态轨迹图分析方法,对其工作过程进行理论分析。基于此变换机制所构成的CT-ZCS软开关逆变器新型拓扑,具有瞬态电压跟踪及模拟化输出电压波形效果;输出端耐负载冲激不怕短路;易于多逆变模块N+1冗余并联及功率均衡协调控制;软开关换流益于提高逆变器容量和效率。样机试验结果证实了该拓扑功率变换机制的可行性及瞬态电压跟踪特性。