基于时延反馈的buck混沌控制研究与系统设计

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混沌现象是指确定系统中的产生具有很多复杂性、随机性特征,它的非线性运动特点让近几十年的学者对之深入研究,混沌在现实应用中的不确定性出现给许多重大工程设备的稳定运行造成潜在的威胁,众多科研工作者也提出了不同的控制方法,但其中某些控制算法在实际工程中无法达到满意的效果。本文首先介绍混沌的产生背景、研究历史与意义,选取buck变换器作为研究切入点,对变换器进行建模、分析和控制。主要内容如下:1.对buck变换器建模,选取离散映射方法,其较好的反映buck电路的动力特性,得出系统从倍周期分岔到混沌的连续过程中,系统稳定性特征的改变,理论上验证buck电路中混沌现象的存在。2.对buck电路搭建SimuLink仿真模型,通过电路中电感电流、输出电压、相位图对混沌现象有更直观的了解。接着介绍几种常用的控制方法,并分析了每一种方法的优点和缺点,选取时间延迟反馈法对buck电路进行控制,并在时延基础上引入逆Nyquist判断PID参数稳定范围,并验证合理参数对系统的输出控制影响。3.对buck电路的混沌现象是否在实际应用中发生进行了实验验证,搭建buck电路并改变其初始输入条件,改变其电容大小,验证了其在工程应用中的存在。再对此混沌现象通过数字信号处理器进行控制,设计出各个部分具体电路,编写时间延时反馈算法,实验结果证明了时间延迟控制方法实际应用中的可行性。
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