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第1章 绪论1

1.1 开关变换器非线性建模方法1

1.1.1 频闪映射离散模型2

1.1.2 S开关映射离散模型3

1.1.3 A开关映射离散模型3

1.2 开关变换器非线性动力学分析方法4

1.2.1 时域图和相轨图4

1.2.2 分岔图4

1.2.3 Lyapunov指数5

1.2.4 雅可比矩阵与Floquet乘子6

1.2.5 庞加莱截面7

1.2.6 功率谱8

1.3 研究现状及应用价值8

1.4 本章小结9

参考文献9

第2章 电压型PWM控制开关变换器动力学建模与分析13

2.1 单缘调制电压型控制开关变换器13

2.1.1 前缘调制电压型控制13

2.1.2 后缘调制电压型控制16

2.2 双缘调制电压型控制开关变换器17

2.2.1 工作原理17

2.2.2 离散映射建模19

2.2.3 动力学行为分析21

2.2.4 雅可比矩阵的特征值运动分析26

2.3 归一化PWM调制电压型控制开关变换器29

2.3.1 归一化PWM及离散映射建模29

2.3.2 动力学行为分析34

2.3.3 z域建模分析37

2.4 本章小结43

参考文献43

第3章 电压型PFM控制开关变换器动力学建模与分析45

3.1 电压型COT控制开关变换器45

3.1.1 工作原理45

3.1.2 异步开关离散时间建模47

3.1.3 输出电容ESR对变换器稳定性和工作模式的影响51

3.1.4 仿真结果54

3.1.5 实验结果55

3.2 电压型CFT控制开关变换器56

3.2.1 工作原理56

3.2.2 异步开关离散时间建模57

3.2.3 电路参数对变换器稳定性和工作模式的影响61

3.2.4 理论分析与实验验证67

3.3 本章小结70

参考文献70

第4章 电流型PWM控制开关变换器动力学建模与分析72

4.1 峰值电流控制开关变换器72

4.1.1 二维离散迭代映射模型72

4.1.2 倍周期、边界碰撞和切分岔行为74

4.1.3 实验结果75

4.2 谷值电流控制开关变换器77

4.2.1 二维离散迭代映射模型77

4.2.2 倍周期和边界碰撞分岔行为79

4.2.3 实验结果80

4.3 斜坡补偿电流型PWM控制开关变换器81

4.3.1 电感电流边界81

4.3.2 二维离散迭代映射模型83

4.3.3 最大Lyapunov指数84

4.3.4 混沌镇定控制及工作模式转移机理85

4.3.5 实验验证88

4.4 本章小结90

参考文献90

第5章 电流型PFM控制开关变换器动力学建模与分析91

5.1 电流型COT控制Buck变换器91

5.1.1 工作原理91

5.1.2 次谐波振荡现象92

5.1.3 降阶异步开关离散时间建模93

5.1.4 雅可比矩阵及其特征值95

5.1.5 动力学行为分析96

5.1.6 近似异步开关离散时间模型97

5.1.7 近似稳定条件及参数稳定区域98

5.1.8 理论分析与实验验证100

5.2 电流型CFT控制Boost变换器102

5.2.1 工作原理102

5.2.2 次谐波振荡现象102

5.2.3 降阶异步开关离散时间模型104

5.2.4 分岔行为分析106

5.2.5 近似异步开关离散时间模型106

5.2.6 稳定性分析及参数稳定区域107

5.2.7 实验验证109

5.3 本章小结110

参考文献110

第6章 V2型控制开关变换器动力学建模与分析112

6.1 峰值V2控制Buck变换器112

6.1.1 含输出电容ESR的Buck变换器状态方程112

6.1.2 二维离散映射模型113

6.1.3 分岔分析115

6.1.4 雅可比矩阵与特征值119

6.1.5 最大Lyapunov指数121

6.1.6 仿真分析122

6.2 谷值V2控制Boost变换器125

6.2.1 含输出电容ESR的Boost变换器状态方程125

6.2.2 输出电压边界126

6.2.3 二维离散映射模型127

6.2.4 分岔分析128

6.2.5 稳定性分析130

6.2.6 最大Lyapunov指数131

6.2.7 仿真分析132

6.3 斜坡补偿V2型控制开关变换器133

6.3.1 工作原理133

6.3.2 斜坡补偿机理134

6.3.3 二维离散映射模型135

6.3.4 分岔分析136

6.3.5 仿真分析137

6.4 实验验证138

6.4.1 峰值V2控制Buck变换器138

6.4.2 谷值V2控制Boost变换器139

6.5 本章小结140

参考文献140

第7章 开关变换器的对称动力学行为142

7.1 开关变换器控制技术的对称性142

7.2 电流型控制开关变换器的对称动力学行为143

7.2.1 一维离散迭代映射与边界方程143

7.2.2 对称分岔行为145

7.2.3 对称Lyapunov指数150

7.2.4 对称时域波形及相轨图151

7.2.5 实验验证154

7.3 斜坡补偿电流型控制开关变换器的对称动力学行为155

7.3.1 斜坡补偿一维离散迭代映射155

7.3.2 斜坡补偿工作区156

7.3.3 对称动力学行为159

7.3.4 实验结果161

7.4 V2型控制开关变换器的对称动力学行为162

7.4.1 二维采样数据模型162

7.42 对称分岔行为164

7.4.3 对称时域波形及相轨图165

7.5 本章小结167

参考文献167

第8章 电流型负载开关变换器的动力学行为169

8.1 峰值电流控制电流型负载开关变换器169

8.1.1 复杂次谐波振荡现象170

8.1.2 离散迭代映射171

8.1.3 分岔图分析173

8.1.4 快标和慢标分岔理论分析174

8.2 谷值电流控制电流型负载开关变换器177

8.2.1 离散迭代映射178

8.2.2 分岔图分析178

8.2.3 复杂次谐波振荡现象180

8.3 电流型负载开关变换器的镇定控制181

8.3.1 离散迭代映射181

8.3.2 分岔图分析182

8.3.3 动力学行为分布185

8.3.4 时域分析与实验验证187

8.4 采用复合输出电容的电流型负载开关变换器189

8.4.1 离散迭代映射189

8.4.2 动力学行为分析192

8.4.3 时域分析与实验验证196

8.5 本章小结199

参考文献200

第9章 离散脉冲调制开关变换器的动力学行为202

9.1 脉冲序列调制开关变换器202

9.1.1 工作原理202

9.1.2 低频振荡现象产生机理及其抑制203

9.1.3 实验验证206

9.2 脉冲跨周期调制开关变换器207

9.2.1 工作原理207

9.2.2 低频振荡机理分析208

9.2.3 输出电容ESR对低频振荡的影响209

9.3 双频率调制开关变换器212

9.3.1 工作原理212

9.3.2 动力学模型212

9.3.3 多周期行为分析214

9.4 多频率调制开关变换器218

9.4.1 工作原理218

9.4.2 一维离散迭代映射模型219

9.4.3 分岔分析220

9.4.4 最大Lyapunov指数223

9.4.5 自相似和混频现象分析224

9.5 本章小结227

参考文献227

附录 动力学仿真方法、模型及Matlab源程序229

附录A 时域波形和相轨图229

附录B 庞加莱截面230

附录C 分岔图230

附录D 最大Lyapunov指数谱231