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数值法求解分段线性网络的状态方程

发布时间:2008/10/10 0:00:00 访问次数:483

  dc/dc pwm开关转换器,在一个开关周期内可以根据电感电流是否连续分成两段或三段,如图1所示。


  图1 电感电流波形

  图中给出了第k个周期[tk,tk+1]的电感电流波形。tkon表示该周期内开关管的导通时间,tkoff1表示开关管截止而电感电流流通的时间,tkoff2表示电感电流中断的时间,各个时间的表示式如下

  开关转换器分段线性网络的状态方程为

  对于ccm,i=2,对于dcm,i=3。

  式中 ai及bi—第i段线性网络的系数矩阵,由网络拓扑及电路参数决定。

  解式(14-49),得到状态转移方程,为了简便,令t-tk=&t。

  式中,u为输人,如直流电源电压ui。假设在&t时间内u为常数,则上式可以简化为

  式中 i——单位矩阵。

  图2 所示为表示一个周期内(第尼周期)的状态转移示意图。


图2 第尼周期内的状态转移示意图

  φi和di可以用数值方式求解,如矩阵指数exp(ai&t)可以用taylor级数展开后计算

  将矩阵φi,di代入式(14-50),即得状态方程式(14-49)的近似积分解,也可以用其他积分算法(如一阶欧拉法或四阶龙格库塔法)求状态方程的数值解,只要步长足够小,就可以得到满意的准确度,但计算时间也随着增加。

欢迎转载,信息来源维库电子市场网(www.dzsc.com)



  dc/dc pwm开关转换器,在一个开关周期内可以根据电感电流是否连续分成两段或三段,如图1所示。


  图1 电感电流波形

  图中给出了第k个周期[tk,tk+1]的电感电流波形。tkon表示该周期内开关管的导通时间,tkoff1表示开关管截止而电感电流流通的时间,tkoff2表示电感电流中断的时间,各个时间的表示式如下

  开关转换器分段线性网络的状态方程为

  对于ccm,i=2,对于dcm,i=3。

  式中 ai及bi—第i段线性网络的系数矩阵,由网络拓扑及电路参数决定。

  解式(14-49),得到状态转移方程,为了简便,令t-tk=&t。

  式中,u为输人,如直流电源电压ui。假设在&t时间内u为常数,则上式可以简化为

  式中 i——单位矩阵。

  图2 所示为表示一个周期内(第尼周期)的状态转移示意图。


图2 第尼周期内的状态转移示意图

  φi和di可以用数值方式求解,如矩阵指数exp(ai&t)可以用taylor级数展开后计算

  将矩阵φi,di代入式(14-50),即得状态方程式(14-49)的近似积分解,也可以用其他积分算法(如一阶欧拉法或四阶龙格库塔法)求状态方程的数值解,只要步长足够小,就可以得到满意的准确度,但计算时间也随着增加。

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