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采用周期轨Poincaré映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM71[电气工程—电力系统及自动化]
  • 作者机构:[1]舰船综合电力技术国防科技重点实验室海军工程大学,湖北省武汉市430033
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51077130,50977090):国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(2012CB215103).
中文摘要:

拓扑结构切换、占空比控制方法和非线性元件均可使电力电子系统具有非线性特性,因此其小干扰稳定问题属于微分方程周期轨的稳定问题。由于状态空间平均法误差较大、难以预测分叉,而数值仿真法物理概念不清晰,因此,提出了基于梯形积分法的非线性电力电子系统周期轨稳定性分析方法。利用梯形积分法描述系统占空比方程和每阶段的非线性状态方程,由隐函数求导法和链式求导法计算周期轨Poincar6映射的雅可比(Jacobiarl)矩阵,提出了系统稳定裕度指标,建立了基于周期轨Poincar6映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析方法。该方法能够克服小干扰稳定传统分析方法的困难,揭示非线性电力电子系统失稳的动力系统机制。仿真分析验证了算法的有效性。

英文摘要:

Topological structure switching, duty ratio control method and nonlinear components can all make power electronics systems have nonlinear characteristics, so small signal stability of nonlinear power electronic systems belongs to stability of periodic orbit of differential equations. State space averaging method has difficulty to predict bifurcation or the prediction has lower accuracy, while numerical integration method has not clear physical concept, so this paper presents an analysis method of periodic orbit stability based on trapezoidal integration method. Trapezoidal integration method was applied to describe the duty ratio equation and nonlinear state space equation of each stage. Jacobian matrix of the Poincare mapping was calculated by implicit function derivative method and chain derivative method, and the stability margin was presented. Thus the analysis method of small signal stability for nonlinear power electronic systems was established based on Poincare mapping of periodic orbit. The presented method can overcome the difficulty of traditional analysis method of small signal stability and reveal the instability mechanism of dynamical system for nonlinear power electronic systems. Simulation analysis verified the validity of the algorithm.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970