搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

DC-DC变换器的信息熵分析

李先锐 朱彦丽

引用本文:
Citation:

DC-DC变换器的信息熵分析

李先锐, 朱彦丽

Analysis of information entropy of DC-DC converter

Li Xian-Rui, Zhu Yan-Li
PDF
导出引用
  • 为确定不同反馈系数k下DC-DC变换器系统的行为, 结合系统处于周期状态时的稳定性和系统处于混沌时不会重复经过每一点的特点, 提出了一种采用极限思想和信息熵来估计DC-DC变换器非线性行为的方法. 该方法能准确分析系统处于周期状态和混沌状态的熵值, 量化了DC-DC变换器倍周期分叉和混沌行为. 以一阶电压反馈DCM Boost变换器和DCM Buck变换器为例进行仿真. 研究结果表明, 所提出的信息熵可以准确反映分叉点、周期数及产生混沌的位置, 完善了该类变换器非线性动力学分析的理论和方法.
    In order to identify the DC-DC converter system behavior with different feedback coefficient k, we propose a method, which adopts the ideas of limit and the information about entropy to estimate the DC-DC converter nonlinear behavior by considering the characteristics that the stability of the system in a state of cycle and when the system is in chaos will not be repeated. This method analyses the entropy of the system in periodic and chaotic states and can quantify the period-doubling and chaos behaviors in DC-DC converters. In this paper, we simulate the first-order voltage feedback DCM Boost converter and DCM Buck converter. Results indicate that, according to the proposed information entropy, the bifurcation point, cycle number, and the location of the chaos can be accurately reflected. The above method improves the theory and method of the converter nonlinear dynamics analysis.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:F040202)和中央高等学校基本科研基金(批准号:JB140210)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. F040202) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (Grant No. JB140210).
    [1]

    Kapitaniak T (translated by Zhu S J, Yu X, Lou J J) 2008 Chaos for Engineers Theory, Applications, and Control (Beijing: National Defense Industry Press) p106 (in Chinese) [卡毕坦尼亚克著(朱石坚, 俞翔, 楼京俊译)面向工程的混沌学: 理论应用及控制2008 (北京: 科学出版社)第106页]

    [2]

    Liu F 2010 Chin. Phys. B 19 080511

    [3]

    Wang F Q, Ma X K 2013 Chin. Phys. B 22 050306

    [4]

    Wu S R, He S Z, Xu J P, Zhou G H, Wang J P 2013 Acta Phys. Sin. 62 218403 (in Chinese) [吴松荣, 何圣仲, 许建平, 周国华, 王金平 2013 物理学报 62 218403]

    [5]

    Yang N N, Liu C X, Wu C J 2012 Chin. Phys. B 21 080503

    [6]

    Zhou G H, Xu J P, Bao B C, Jin Y Y 2010 Chin. Phys. B 19 060508

    [7]

    Chan W C Y, Tse C K 1997 IEEE Power Electronics Specialists Conference 2 1317

    [8]

    Tse C K, Lai Y M, Iu H H C 2000 IEEE Trans. Circ. Syst. I 47 448

    [9]

    Yuan G H, Banerjee S, Ott E, Yorke J A 1998 IEEE Trans. Circ. Syst. I 45 707

    [10]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y, Chen L G 2008 Acta Phys. Sin. 57 6112 (in Chinese) [王学梅, 张波, 丘东元, 陈良刚 2008 物理学报 57 6112]

    [11]

    Xu H M, Jin Y G, Guo S X 2013 Acta Phys. Sin. 62 248401 (in Chinese) [徐红梅, 金永镐, 郭树旭 2013 物理学报 62 248401]

    [12]

    Tian Z Q, Zhou Y 2002 J. Inner Mongolia Normal Univ. 31 347 (in Chinese) [田振清, 周越2002内蒙古师范大学学报31 347]

    [13]

    Tse C K 1994 IEEE Trans. Circ. Syst. I 41 16

    [14]

    Yu W B 2008 Experiment and Analysis of Chaos (Beijing: Science Press) p27 (in Chinese) [于万波2008 (北京: 科学出版社)第27页]

    [15]

    Hao B L 1993 Starring with Parabolas An Introduction to Chaotic Dynamics (Shanghai: Shanghai Scientific and Technological Education Publishing House) p19 (in Chinese) [郝柏林1993 从抛物线谈起-混沌动力学引论 (上海: 上海科技教育出版社)第19页]

    [16]

    Tse C K 1994 Int. J. Circ. Theory Appl. 22 263

  • [1]

    Kapitaniak T (translated by Zhu S J, Yu X, Lou J J) 2008 Chaos for Engineers Theory, Applications, and Control (Beijing: National Defense Industry Press) p106 (in Chinese) [卡毕坦尼亚克著(朱石坚, 俞翔, 楼京俊译)面向工程的混沌学: 理论应用及控制2008 (北京: 科学出版社)第106页]

    [2]

    Liu F 2010 Chin. Phys. B 19 080511

    [3]

    Wang F Q, Ma X K 2013 Chin. Phys. B 22 050306

    [4]

    Wu S R, He S Z, Xu J P, Zhou G H, Wang J P 2013 Acta Phys. Sin. 62 218403 (in Chinese) [吴松荣, 何圣仲, 许建平, 周国华, 王金平 2013 物理学报 62 218403]

    [5]

    Yang N N, Liu C X, Wu C J 2012 Chin. Phys. B 21 080503

    [6]

    Zhou G H, Xu J P, Bao B C, Jin Y Y 2010 Chin. Phys. B 19 060508

    [7]

    Chan W C Y, Tse C K 1997 IEEE Power Electronics Specialists Conference 2 1317

    [8]

    Tse C K, Lai Y M, Iu H H C 2000 IEEE Trans. Circ. Syst. I 47 448

    [9]

    Yuan G H, Banerjee S, Ott E, Yorke J A 1998 IEEE Trans. Circ. Syst. I 45 707

    [10]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y, Chen L G 2008 Acta Phys. Sin. 57 6112 (in Chinese) [王学梅, 张波, 丘东元, 陈良刚 2008 物理学报 57 6112]

    [11]

    Xu H M, Jin Y G, Guo S X 2013 Acta Phys. Sin. 62 248401 (in Chinese) [徐红梅, 金永镐, 郭树旭 2013 物理学报 62 248401]

    [12]

    Tian Z Q, Zhou Y 2002 J. Inner Mongolia Normal Univ. 31 347 (in Chinese) [田振清, 周越2002内蒙古师范大学学报31 347]

    [13]

    Tse C K 1994 IEEE Trans. Circ. Syst. I 41 16

    [14]

    Yu W B 2008 Experiment and Analysis of Chaos (Beijing: Science Press) p27 (in Chinese) [于万波2008 (北京: 科学出版社)第27页]

    [15]

    Hao B L 1993 Starring with Parabolas An Introduction to Chaotic Dynamics (Shanghai: Shanghai Scientific and Technological Education Publishing House) p19 (in Chinese) [郝柏林1993 从抛物线谈起-混沌动力学引论 (上海: 上海科技教育出版社)第19页]

    [16]

    Tse C K 1994 Int. J. Circ. Theory Appl. 22 263

  • [1] 许子非, 缪维跑, 李春, 金江涛, 李蜀军. 流场非线性特征提取与混沌分析. 物理学报, 2020, 69(24): 249501. doi: 10.7498/aps.69.20200625
    [2] 李爽, 李倩, 李佼瑞. Duffing系统随机相位抑制混沌与随机共振并存现象的机理研究. 物理学报, 2015, 64(10): 100501. doi: 10.7498/aps.64.100501
    [3] 陈云龙, 伍歆. 力梯度辛方法在圆型限制性三体问题中的应用 . 物理学报, 2013, 62(14): 140501. doi: 10.7498/aps.62.140501
    [4] 徐红梅, 金永镐, 郭树旭. 电压控制不连续导电模式DC-DC变换器的熵特性研究. 物理学报, 2013, 62(24): 248401. doi: 10.7498/aps.62.248401
    [5] 王光义, 袁方. 级联混沌及其动力学特性研究. 物理学报, 2013, 62(2): 020506. doi: 10.7498/aps.62.020506
    [6] 姚天亮, 刘海峰, 许建良, 李伟锋. 基于最大Lyapunov指数不变性的混沌时间序列噪声水平估计. 物理学报, 2012, 61(6): 060503. doi: 10.7498/aps.61.060503
    [7] 臧鸿雁, 范修斌, 闵乐泉, 韩丹丹. S-盒的Lyapunov指数研究. 物理学报, 2012, 61(20): 200508. doi: 10.7498/aps.61.200508
    [8] 谢文贤, 蔡力, 岳晓乐, 雷佑铭, 徐伟. 两种群随机动力系统的信息熵和动力学研究. 物理学报, 2012, 61(17): 170509. doi: 10.7498/aps.61.170509
    [9] 冯爱霞, 龚志强, 黄琰, 王启光. 全球温度场信息熵的时空特征分析. 物理学报, 2011, 60(9): 099204. doi: 10.7498/aps.60.099204
    [10] 郭永峰, 徐伟, 李东喜, 王亮. 准单色噪声驱动的耗散动力系统的信息熵演化. 物理学报, 2010, 59(4): 2235-2239. doi: 10.7498/aps.59.2235
    [11] 牛超, 李夕海, 刘代志. 地球变化磁场Z分量的混沌动力学特性分析. 物理学报, 2010, 59(5): 3077-3087. doi: 10.7498/aps.59.3077
    [12] 许喆, 刘崇新, 杨韬. 一种新型混沌系统的分析及电路实现. 物理学报, 2010, 59(1): 131-139. doi: 10.7498/aps.59.131
    [13] 张春涛, 马千里, 彭宏. 基于信息熵优化相空间重构参数的混沌时间序列预测. 物理学报, 2010, 59(11): 7623-7629. doi: 10.7498/aps.59.7623
    [14] 张晓丹, 刘翔, 赵品栋. 一类延迟混沌系统沿主轴方向上Lyapunov指数的计算方法. 物理学报, 2009, 58(7): 4415-4420. doi: 10.7498/aps.58.4415
    [15] 张勇, 关伟. 基于最大Lyapunov指数的多变量混沌时间序列预测. 物理学报, 2009, 58(2): 756-763. doi: 10.7498/aps.58.756
    [16] 于思瑶, 郭树旭, 郜峰利. 半导体激光器低频噪声的Lyapunov指数计算和混沌状态判定. 物理学报, 2009, 58(8): 5214-5217. doi: 10.7498/aps.58.5214
    [17] 刘金海, 张化光, 冯 健. 输油管道压力时间序列混沌特性研究. 物理学报, 2008, 57(11): 6868-6877. doi: 10.7498/aps.57.6868
    [18] 王学梅, 张 波, 丘东元, 陈良刚. DC-DC变换器的符号时间序列描述及模块熵分析. 物理学报, 2008, 57(10): 6112-6119. doi: 10.7498/aps.57.6112
    [19] 盛利元, 孙克辉, 李传兵. 基于切延迟的椭圆反射腔离散混沌系统及其性能研究. 物理学报, 2004, 53(9): 2871-2876. doi: 10.7498/aps.53.2871
    [20] 李国辉, 周世平, 徐得名, 赖建文. 间隙线性反馈控制混沌. 物理学报, 2000, 49(11): 2123-2128. doi: 10.7498/aps.49.2123
计量
  • 文章访问数:  3143
  • PDF下载量:  470
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-06
  • 修回日期:  2014-07-21
  • 刊出日期:  2014-12-05

DC-DC变换器的信息熵分析

  • 1. 西安电子科技大学电路CAD研究所, 西安 710071;
  • 2. 西安电子科技大学, 超高速电路设计与电磁兼容教育部重点实验室, 西安 710071
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:F040202)和中央高等学校基本科研基金(批准号:JB140210)资助的课题.

摘要: 为确定不同反馈系数k下DC-DC变换器系统的行为, 结合系统处于周期状态时的稳定性和系统处于混沌时不会重复经过每一点的特点, 提出了一种采用极限思想和信息熵来估计DC-DC变换器非线性行为的方法. 该方法能准确分析系统处于周期状态和混沌状态的熵值, 量化了DC-DC变换器倍周期分叉和混沌行为. 以一阶电压反馈DCM Boost变换器和DCM Buck变换器为例进行仿真. 研究结果表明, 所提出的信息熵可以准确反映分叉点、周期数及产生混沌的位置, 完善了该类变换器非线性动力学分析的理论和方法.

English Abstract

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回