Экспериментальное исследование нелинейной динамики импульсных преобразователей напряжения с системой управления на основе метода направления на цель

Рассматривается система управления непосредственным понижающим преобразователем напряжения на основе метода направления на цель. Приводится математическая модель системы в форме стробоскопического отображения. Построены карты динамических режимов и диаграммы относительного размаха колебаний, позволяющие оценить нелинейные динамические свойства системы. Приводится функциональная схема экспериментальной установки, позволяющей проводить исследования нелинейной динамики замкнутых импульсных систем автоматического управления с различными видами широтно-им-пульсной модуляции. Показана эффективность метода направления на цель при управлении нелинейной динамикой как при численном моделировании, так и при экспериментальном исследовании.

источник питания, транзисторный преобразователь, нелинейная динамика, бифуркация, метод направления на цель, широтно-импульсная модуляция, electric power supply, transistor power converter, nonlinear dynamics, bifurcation, target-oriented control, pulse-width modulation

1. Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2005. 632 с.

2. Баушев В. С., Жусубалиев Ж. Т. О недетерминированных режимах функционирования стабилизатора напряжения с ши-ротно-импульсным регулированием // Электричество. 1992. № 8. C. 47-53.

3. Жусубалиев Ж. Т., Колоколов Ю. В. Бифуркации и хаос в релейных и широтно-импульсных системах автоматического управления. М.: Машиностроение-1, 2001. 120 с.

4. Ott E, Grebogi C., Yorke G. Controlling Chaos // Phys. Rev. Lett. 1990. Vol. 64, N. 11. P. 1796-1199.

5. Dragan F. Controlling a chaotic behavior of a Current Mode Controlled Boost Converter Using Ott-Grebogy-Yorke Method // IEEE International Conference on Automation, Quality and Testing. 2006. Vol. 1. P. 156-172.

6. Poddar G., Chakrabarty K., Banerjee S. Control of chaos in DC-DC converter // Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications. 1998. Vol. 45, N. 6. P. 672-676.

7. Poddar G., Chakrabarty K., Banerjee S. Experimental Control of Chaotic Behavior of Buck Converter // Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications. 1995. Vol. 42, N. 8. P. 502-504.

8. Pyragas K. Continuous control of chaos by self-controlling feedback // Phys. Rev. Lett. A. 1992. Vol. 170, N. 6. P. 421-428.

9. Baffle C., Fossas E., Olivar G. Stabilization of periodic orbits of the buck converter by time-delayed feedback // International Journal of Circuit Theory and Applications. 1999. Vol. 27, N. 3. P. 617-631.

10. Dattani J., Blake J. C.H., Hilker F. M. Target-oriented chaos control // Phys. Lett. A. 2011. Vol. 375, Iss. 45. P. 3986-3992.

11. Андриянов А. И., Краснов Н. А. Нейросетевая система управления нелинейной динамикой непосредственного понижающего преобразователя напряжения // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2013. Т. 56, № 12. С.33-38.

12. Севернс Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания. М.: Энергоатомиздат, 1988. 294 с.

13. Кобзев А. В., Михальченко Г. Я., Андриянов А. И., Михальченко С. Г. Нелинейная динамика полупроводниковых преобразователей. Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2007. 224 с.

14. Анищенко В. С., Вадивасова Т. Е., Астахов В. В. Нелинейная динамика хаотических и стохастических систем: фундаментальные основы и избранные проблемы. Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1999. 368 с.

15. Андриянов А. И., Булохов Н. М. Алгоритмы для бифуркационного анализа обобщенной модели преобразователей постоянного напряжения // Справочник. Инженерный журнал. 2013. № 10. С. 30-39.

16. Андриянов А. И., Малаханов А. А. Математическое моделирование динамики импульсного преобразователя напряжения повышающего типа // Вестник Брянского государственного технического университета. 2006. № 1 (9). С. 61-69.

17. This work was supported by RFBR (grant № 14-08-31126)