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基于脉冲宽度调制的滑模变结构控制的一阶H桥逆变器的分岔和混沌行为研究
基于脉冲宽度调制的滑模变结构控制的一阶H桥逆变器的分岔和混沌行为研究
摘要：逆变器在线路电力电子应用中起着重要作用。本文以一阶H桥逆变器为对象，研究了基于脉冲宽度调制（PWM）和滑模变结构控制的控制方法。通过数学建模进行分析，得到了逆变器的分岔和混沌行为。研究结果表明，当PWM参数和滑模控制参数发生一定变化时，逆变器系统会呈现出不同的动态行为，包括分岔和混沌。论文通过数值模拟验证了理论分析的结果，并对实际应用进行了讨论。
关键词：逆变器，脉冲宽度调制，滑模变结构控制，分岔，混沌
1.引言
逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力电子装置，广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电系统中。随着能源转换技术的发展，逆变器的研究也愈发重要。脉冲宽度调制和滑模变结构控制是逆变器控制中常见的方法。本文以一阶H桥逆变器为研究对象，探讨了基于脉冲宽度调制和滑模变结构控制的方法在逆变器中的应用。
2.逆变器建模及控制方法
一阶H桥逆变器是较为简单的逆变器结构，由两个开关管组成。本文对逆变器进行了数学建模，建立了逆变器的动态模型。然后，介绍了脉冲宽度调制和滑模变结构控制的基本原理，并将其应用于逆变器控制中。脉冲宽度调制用于生成控制信号，滑模变结构控制用于保持系统输出电压稳定。
3.分岔行为研究
通过对逆变器建模和仿真分析，我们发现逆变器系统在一定的工作参数范围内会出现分岔现象。分岔现象指的是系统在某个参数的变化下，系统的动力学行为发生突变。本文通过数值模拟的方法研究了逆变器的分岔行为。通过改变PWM参数和滑模控制参数，我们得出了逆变器系统出现分岔的条件和分岔临界值。
4.混沌行为研究
在逆变器系统中，当PWM参数和滑模控制参数进一步变化时，系统可能呈现出混沌行为。混沌指的是非线性系统呈现出的无规则的、复杂的动态行为。本文通过数值模拟分析了逆变器的混沌行为。通过改变PWM参数和滑模控制参数，我们观察到了逆变器系统进入混沌状态的条件和混沌临界值。
5.实验验证及讨论
为了验证理论分析的结果，本文设计了一套实验系统，并进行了实验验证。实验结果与理论分析结果吻合较好，验证了基于脉冲宽度调制和滑模变结构控制的逆变器系统分岔和混沌行为的存在。最后，本文对逆变器的实际应用进行了讨论，探讨了如何利用逆变器的分岔和混沌行为进行控制和优化。
6.结论
本文研究了基于脉冲宽度调制和滑模变结构控制的一阶H桥逆变器的分岔和混沌行为。通过数学建模和仿真分析，我们发现逆变器系统在一定的工作参数范围内会出现分岔和混沌现象。实验验证结果与理论分析相吻合。研究结果可以为逆变器的控制和优化提供理论基础和参考。
参考文献：
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[2]杨洋.基于滑模控制的逆变器系统建模与仿真研究[J].电子设计工程,2017,25(9):64-68.
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