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DC-DC变换器的切换系统建模与控制研究 摘要电力电子变换器作为一类典型的开关非线性系统，长期以来，由于认识上的局限性，变换器的建模和分析一直沿用线性系统的思路，这导致变换器许多特性不能被深刻认识。为此，本文尝试从控制系统认识发展的角度：线性系统、非线性系统到混杂系统，将电力电子变换器视为一类同时包含连续状态变量和离散开关变量的混杂动态系统，即切换线性系统；以DC-DC变换器作为主要研究对象，从模型建立到系统控制基础理论研究，构造出一整套基本完整的系统分析理论。论文提出并开展以下工作: 首先是DC-DC变换器切换线性系统的建模理论。针对DC-DC变换器的拓扑结构以及工作特点，给出切换线性系统的定义和标准型，研究切换线性系统理论对DC-DC变换器建模的普适性。建立基本DC-DC变换器的切换线性系统模型，提出DC-DC变换器切换线性系统的建模理论。 其次从切换线性系统理论及无源系统理论角度，建立了DC-DC开关变换器的切换仿射线性系统模型。最后由切换仿射系统的二次稳定性定理划分各切换子系统的运行区域，构造切换律，控制DC-DC开关变换器系统达到二次稳定。10936 关键词：切换线性系统；DC-DC变换器；切换仿射系统；切换控制器 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleModeling and Control of DC-DC converter switching system Abstract Power converters being typical switched nonlinear system，the modeling and analysis always employ the ideas in linear systems for epistemology limitation for a 1ong time，which leads to so many characteristics unknown for power converters．In this dissertation，from the viewpoint of control system developments：linear system to nonlinear system，then to hybrid dynamic system，power converters are considered as one kind hybrid dynamic system combined continuous state variable with discreteswitched variable together，that is caned as switched linear system in general. DC-DC converters are chosen as research objectives investigated and complete system analysis theories from modeling to control fundamental theories of control system are obtained，which make up the shortage of fundamental theories of power converters as control system．The main contents are listed as follows． 1.1.2 解析法2 1.1.3 电路平均法2 1.1.4 PWM开关平均法3 1.1.5 PWM基本变换单元法3 1.2 DC-DC变换器控制方法4 1.2.1PID控制4 1.2.2 鲁棒控制4 1.2.3最优控制5 1.2.4 变结构控制6 1.2.5混杂系统控制6 2 DC-DC变换器的切换线性系统模型8 2.1 切换线性系统的定义和分类8 2．1．1 切换线性系统的定义8 2．1．2 切换线性系统的分类9 2.2基本DC-DC变换器的切换线性系统模型10 2.2.1 CCM工作模式10 2.2.1 DCM工作模式14 2.3DC-DC变换器切换线性系统模型建模的一般方法15 3 DC-DC开关变换器切换仿射线性系统模型及控制17 3.1 切换仿射系统17 3.2 切换仿射系统的二次稳定性17 3.2.1 切换平衡点的二次稳定性17 3.2.2 切换律20 3.3 DC-DC开关变换器的切换仿射系统模型21 3.4 DC-DC开关变换器的切换控制24 3.5 本章小结30 4 结论与展望31 致谢32 参考文献33 1 绪论 所谓电能转换就是将电能生产、传输以及应用系统中极其重要的组成部分，随着