摘要：研究直流变换器的优化设计问题,对具有耦合系统的隔离型多输入变换器进行闭环设计,为提高效率,减少漏感,需要运用合理的解耦方法去除环路之间的相互耦合。以双输入为例阐述了单原边绕组隔离型双输入buck变换器的双环控制策略及其闭环设计。运用空间状态平均法对变换器进行建模,得到系统的小信号数学模型控制对输出的传递函数矩阵,同时为了能够单独设计各个环路的控制器,通过对矩阵进行变换而加入一个解耦网络。仿真结果证明,设计的闭环直流变换器是正确的。

摘要：针对传统单周控制Buck变换器存在的抗负载扰动能力差、存在稳态误差等问题,提出一种电流-单周控制策略。通过将电感电流和二极管电压叠加作为积分输入,有效增强了变换器的抑制负载扰动能力,且有很高的输出精度。详细阐述了电流-单周控制Buck变换器的工作原理,用状态空间平均方法建立了电流-单周控制Buck变换器的小信号模型,在此基础上对电流-单周控制Buck变换器进行了频域设计。最后,对所设计的Buck变换器进行了实验验证,结果表明,电流-单周控制Buck变换器在负载发生跳变时具有极低的电压超调和跌落.输出纹波约50mV.证明了该控制方法的正确性、有效性。

摘要：以隔离Cuk功率因数校正(PFC)变换器为研究对象,提出了一种基于离散时间模型的输入电流数字控制器设计方法。针对隔离Cuk PFC变换器建立了一种新型的简化离散时间模型,通过取其近似获得近似简化离散时间模型,然后基于模型推导了输入电流数字控制律,结合基于PI调节器的电压环控制器构成数字双环有源PFC(APFC)控制器。通过仿真验证了隔离Cuk PFC变换器近似简化离散时间模型的准确性和输入电流控制器设计的合理性,搭建了1.6 kW隔离Cuk PFC变换器硬件系统实验平台,在半载至满载范围内获得了接近单位功率因数和输入电流总谐波畸变率(THD)低于5%的功率因数校正效果。

摘要：提出一种改进型零电流全桥变换器,通过一个并联有源辅助网络实现主开关管和辅助开关管的零电流开通关断,运用状态空间平均法对该变换器进行了小信号分析,建立了较为准确的小信号数学模型。对控制函数中出现的Boost电路常见的右半平面的零点提出了解决办法,使系统动态性能得到极大改善。仿真结果验证了小信号模型和补偿环节的正确性。

摘要：平均法是DC/DC变换器建模理论中有重要实用价值的建模方法,对其进行总结评述有助于对DC/DC变换器进行更深入的研究。把DC/DC变换器本来在1个周期有2个或3个不同电路拓扑的电路,在某种意义下平均为连续工作的一个电路拓扑性,的将解时析变解电。路平变均为法非的时本变质电是路时,在间小平信均号,其的优情点况是下模线型性和化结,通果过都求很解简微单分,物方理程概式念或清进楚行,域能S用分人析们,熟得知到的其经稳典态线和性动电态路小理信论号特和控制理论来对变换器系统进行稳态和小信号分析,对于变换器的设计有重要的指导意义。基于状态空间平均或电路平均的小信号法将来依然是DC/DC变换器的主要建模与分析方法。但交换器经常工作在大信号条件下,基于某一稳态工作点的线性小信号模型预测的瞬态响应与系统实际响应会有很大的误差,由此设计的控制器可能使系统性能恶化,甚至会出现不稳定的情况,直接针对大信号过程对变换器建模受到关注和重视。

摘要：为了克服传统双向DC/DC变换器效率低、控制复杂的缺陷,以简化电路为基础,结合开关函数和状态空间平均的建模方法,对状态空间平均方程加以降阶,建立以移相角Φ和开关频率f为调节参数的简化模型。仿真结果表明:变压器两端电压与电流纹波较小,输出稳定。该模型仿真时间短,也适用于其他半桥双向DC/DC变换器的设计。

摘要：液态金属磁流体(Liquid Metal Magnetohydrodynamic,LMMHD)的发电原理为在外力作用下驱使液态金属切割磁场进行发电,具有输出电流大、电压低且输出易受负载特性影响的特点,因此能量收集很困难。为了解决这一问题,分析LMMHD发电系统的电源特性,提出了基于Boost变换器的能量收集方案,并通过状态空间平均法建模分析了Boost变换器的输入及输出阻抗特性,验证了Boost变换器对于LMMHD发电系统的适用性。此外,针对传统锂电池储能电压需求,提出了应用并联交错型Boost变换器和基于二极管-电容组合结构的Boost变换器的电能收集方案。最后,参考具体的LMMHD发电系统设计了对应的能量收集电路,并通过Matlab仿真验证了设计的合理性。仿真结果表明,改进型Boost变换器实现了20倍高变比升压,实现了50 W、4 V的功率输出。

摘要：本文主要讲述的是将状态空间平均法应用于4MW电动机斩波串级调速系统,解决了4MW电机斩波串级调速的控制系统的设计问题。利用状态空间平均法,将绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和续流二极管(FWD)考虑为非理想元器件。实验表明,相比于传统串级调速系统,该控制系统可靠稳定,静态特性和动态特性更好,功率因数也更高。工业生产中,采用这种控制系统的设备运行良好,节能效果显著。