H桥逆变器的离散建模及混沌现象的仿真研究

（ ａｕｔ ｏ ｕｏ ａ ｏ ｄＩｆ ｍ ｔ ｎＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｘ ’ｎＵ ｉ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉａ １０ ８ Ｃ ｉ ） Ｆｃｌ ｆ ｔ ｔｎａ ｎ ｒ ａｉ ｎｉ ｅｉ ， ｉａ ｎ ｅ ｔ ｏ ｃｎｌｙ Ｘ ’ｎ７ ０ ４ ， ｈｎ ｙ Ａ ｍ ｉ ｎ ｏ ｏ ｎ ｎ ｖｓ ｙ Ｔ ｏ ａ
参数 与发 生混沌现 象的关 系 ， 直观地展 示 了逆 变器分 岔和 混 沌现 象的动 态 演化过 程 。仿 真研 究结
果表明该电路 中混沌现象确 实存在 ， 并且给 出了 避免 系统进入混沌状 态的电路稳定运行参数域。
关键 词 ：Ｈ桥逆 变器； 离散模 型 ； 分岔 ； 沌 混
中图分类 号 ： Ｍ ６ Ｔ ４１
的分 岔和混 沌 现象 ， 们 选 择 参 考 电 流 ｉ 为直 流 他 量， 主要研究 了混 沌控 制 中关 于不 稳定 周 期 轨 道 的
ｈ ｌｃｒ ｉｃ ｉ ａ ａ ｔｒ ｎ ｈ ｏ ｃ ｕ ｒ ｎ ｅ ｉ ｔ ｄ ｅ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｃ ｃｒ ｕ ｔｐ ｒ ｍｅｅ ｓａ ｄ ｃ ａ ｓｏ ｃ ｒｅ ｃ ｓｓｕ ｉｄ，ｗｈ ｒ ｂ ｈ ｙ ａ ｃ ｅ ｏｕ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｉ ｅ ｅ ｙ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｖ ｌ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ｆ ｉ ｖ ｒｅ ｉｕ ｃ ｔｏ ｎ ｈ ｏ ｈ ｎ ｍｅ ａ ｃ ｎ ｂ ｉｅ ｔｙ ｅ ｈｂ ｔ ｄ ｎ ｅ ｒｂ ｆ ｒ ａｉｎ ａ ｄ ｃ ａ ｓ ｐ ｅ ｏ ｎ ａ ｅ ｄ ｒ ｃｌ ｘ ｉｉｅ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｒ ｍ ｌ ｉ ｌｔｏ ｔ ｄ ｔ ｅｒ ｓ ｌｓｆｏ ｔｌ ｓｍｕ ａｉｎ ｓｕ ｙ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｒ ｘｓｓｔ ｅ ｃ ａ ｓｉ ｌｃ ｒｃ ｃｒ ｕ ｔａ ｄ ｓ ｇ ｅ ｔ ｈ ａ ａ ｔ ｒｒ ｎ ｅ ｆｒｅ ｅ ｔ ｃ ｃｒ ｕ ｔｓａ ｎ ｉａｅ ｔｅ ｅ ｅ ｉｔ ｈ ｈ ｏ ｎ ｅｅ ｔ ｉｃ ｉ ｎ ｕ ｇ ｓｓｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ａ ｇ ｌｃｒ ｉｃ ｉ ｔ— ｉ ｏ ｉ ｂｅ ｏ ｅ ａｉ ｎ Ｓ ｓ ｔ ｖ ｉ ｈ ｙ ｔｍ ｎ ｅ ｎ ｎ ｏ ｃ ａ ｓ ｓａ ｅ ｌ ｐ ｒｔｏ Ｏ ａ ｏ ａ ｏｄ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｅ ｔ ｒ ｇ ｉ ｔ ｈ ｏ ｔｔ ． ｉ Ｋｅ ｒ ｓ：Ｈ— ｒｄ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｒ ｉｃ ｅｅ ｍｏ ｅ ；ｂｆ ｒ ａｉｎ；ｃ ａ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｂ ｇ ｏ ｖ ｒｅ ；ｄ ｓ ｒ ｔ ｄ ｌ模 及 混 沌 现象 的仿 真研究
孙媛 ， 李敏远
（ 西安理工大学 自动化与信息工程学 院， 陕西 西安 ７０ ４ ） １０ ８
摘要 ：以 Ｓ ＷＭ． Ｐ Ｈ桥 逆 变器 为研 究 对 象， 用 离散 映射 方法建 立该逆 变器 离散 映射模 型 ， 究 电路 采 研
ｄ ｐ ｅ ｏ ｅ ｔｂ ｉｈ ｔ ｅ ｄｓ ｒ ｔ ｅ ｅ ｔｏ ｄ ｌｆｒｔ ｉ ｎ ｅ ｔｒｉ ｈｓ ｐ ｐｅ ｏ ｏ ｔ ｄ ｔ ｓａ ｌｓ ｉｃ ｅ ｅ ｒｆ ｃｉｎ ｍｏ ｅ ｏ ｈ ｓ ｉｖ ｒｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｒ Ｔｈ ｅａｉ ｎ ｈｐ ｂ ｔ ｅ ｈ ｌ ｅ ｒ ｌｔｏ ｓ ｉ ｅ ｗｅ ｎ
器 中所 出现 的 分 岔 和 混 沌 现 象 ¨ ， 形 成 了 一套 并 较 为有效 的研究方 法 。但 这些 成 果大 部分 都局
的影响 ， 并通过仿真来展示 当系统参数超 出稳定运
行 域后 系统逐渐 分岔并 走 向混沌 的演化 过程 。
限于单开关 拓扑 电路 ， 多开 关 Ｈ 桥逆 变器 中非线 对
文献标 志码 ： Ａ
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔ ｅ Ｄｉｃ ｅ ｅ Ｍ ｏ ｌａ ｄ ｉ ｌ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｈ ｓ ｒ ｔ ｄｅ ｎ Ｃｈａ ｓｉ － ｉ ｇ ｎ ｅ ｔ ｒ ｏ ｎ Ｈ Ｂｒｄ ｅ Ｉ ｖ ｒｅ
Ｓ ＵＮ ａ Ｙｕ ｎ，Ｌ ｎ ｕａ ＩＭｉ ｙ ｎ
Ａ ｓ ａ ｔ Ｗｉ Ｐ ｂｔ ｃ ： ｔ Ｓ ＷＭ— ｒ ｇ ｖｒ ｒ ｓ ｈ ｅｅｒｈｏｊ ｔ ｅ ｈ ｉ ｒｔ ｒｆ ｃ ｏ ｅ ｏ ｓａ ｒ ｈ Ｈ ｂ ｄ ｅｉ ｅｔ ｅｒｓａｃ ｂｅ ｉ ，ｔｅｄｓ ｅ ｅ ｅｔ ｎ ｍ ｔ ｄｉ — ｉ ｎ ｅａｔ ｃｖ ｃ ｅ ｌ ｉ ｈ
性行 为 的研 究 却 较 少 涉 及 。近 年 来 Ｒ ｂｒ 等人 首 ｏｅｔ 次介 绍 了采 用 比例控 制 的 Ｈ 桥 逆 变器 电路 中 出现
１ Ｓ ＷＭ— Ｐ Ｈ桥 的数 学 建 模及 仿 真
Ｈ桥逆 变器作 为一个 分段线性 系统 有两种工 作
模态 。 在选择 建模 方法 时 平均 法 虽然 被 广 泛应 用 但
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西 安理 工大 学 学 报 Ｊｕ ａ ｏ ｉａ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈｏ ｇ （０ ｏ ２ ｏ １ ｏ ｒ ｌ ｆ ’ｎＵ ｉ ｓｙ ｃｎｌ ｙ ２ １ ）Ｖ １ ７Ｎ ． ｎ Ｘ ｅ ｔｏ Ｔ ｏ １ ．
文 章 编 号 ： ０ ６４ １ （０ １ Ｏ － ９ －５ １０ －７０ ２ １ ） ｌ ０ ２０ ０
电力 电子 电路 是 一 个 强 的非 线性 时变 系 统 ， 当
期 ） 变的具 体过程 。 改 首先 根据 Ｈ桥 逆变 器运 行 过程和工 作状态 ， 用离 散 映射 法 建 立其 离 散数 学 选 模 型 ， 此基础 上分 析 电路 参数 对 系 统运 行 稳定 性 在
中存 在着 丰富 的非 线性 现象 。对 于 Ｄ ／ Ｃ变 换器 ＣＤ 中的非线性 行为 的研究 ， 自上世 纪 ９ ０年代起 已经 在 国际上展 开 。人们 发 现 了不 同类 型 的 Ｄ ／ Ｃ变换 ＣＤ