电流反馈型 Buck 变换器分岔动力学分析及稳定性控制

李 哲，李颖晖，吴 辰，陈柄任

(空军工程大学航空航天工程学院，陕西 西安 710038)

电流反馈型 Buck 变换器分岔动力学分析及稳定性控制

李 哲，李颖晖，吴 辰，陈柄任

(空军工程大学航空航天工程学院，陕西 西安 710038)

针对电流反馈型 Buck 变换器电路参数波动引起分岔等非线性失稳动力学行为，研究了基于单值矩阵的动力学分析及稳定性控制方法。首先采用菲利波夫法得到了电流反馈型 Buck 变换器的一个线性化的周期轨道，并以单值矩阵的形式来描述。结合 Floquet 理论用单值矩阵的特征值(Floquet 乘子)分析了变换器的稳定性：根据Floquet乘子是否处于单位圆内，判定变换器是否发生分岔失稳。进一步考虑了多参数变化对变换器稳定性的影响，多参数变化条件下系统的稳定域比较狭窄，变换器很容易产生分岔，基于参数共振微扰法，在参考电流中添加小幅周期信号，使变换器模态之间的切换面发生了改变，有效地抑制了变换器的分岔行为，稳定域得到了明显的拓展。仿真和实验验证了该方法和结论的有效性。

Buck 变换器；分岔；菲利波夫法；单值矩阵；稳定性；稳定域

0 引言

在电力系统的实际设计和规划中，稳定运行的参数域一直是工程设计人员十分关注的问题[1-2]。由于分岔[3]与混沌[4]等行为的存在，从动力学的角度分析其稳定性就显得非常重要。电力电子变换器作为电力系统不可或缺的一部分，具有很强的非线性特性。它是一种切换动力学系统，由于开关的存在其被分割为几个线性子模块。……