電力電子變換器的周期平衡態與分岔分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張浩 著

圖書標籤:

• 電力電子
• 變換器
• 周期平衡態
• 分岔分析
• 非綫性電路
• 控製係統
• 數學建模
• 穩定性分析
• 電力係統
• 混沌現象

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030489388

版次：1

商品編碼：11941189

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-06-01

用紙：膠版紙

頁數：179

字數：237000

正文語種：中文

內容簡介

　　電力電子變換器本質上屬於分段光滑的非自治係統，研究其存在的周期平衡態及動力學演化機製，對於認識和理解其復雜行為並指導其優化設計具有重要的意義。《電力電子變換器的周期平衡態與分岔分析》係統地論述瞭電力電子變換器的周期平衡態與分岔理論分析方法，介紹瞭用於描述電力電子變換器復雜行為的建模方法，著重分析瞭DC-DC變換器中極限環産生機理、AC-DC和DC-AC變換器中的快尺度分岔和慢尺度分岔現象以及與周期平衡態密切相關的問題，如間歇性、非綫性擾動行為、不對稱性、非綫性交互作用等。此外，與穩定性相關的多參數分析理論也在書中作瞭介紹。
　　《電力電子變換器的周期平衡態與分岔分析》可供高等學校電力電子、電氣工程與自動化及電子與信息類等相關學科的師生使用，也可供相關領域的科技人員參考。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 緒論
1．1 電力電子變換器的電路拓撲
1．2 控製策略
1．2．1 電壓型控製
1．2．2 電流型控製
1．2．3 單周控製
1．3 建模方法
1．3．1 狀態空間平均建模
1．3．2 非綫性離散建模
1．4 非綫性動力學基礎知識
1．4．1 非綫性動力學基本概念
1．4．2 穩定性理論
1．4．3 分岔理論及其數值分析
參考文獻

第2章 電壓型B00st DC-DC變換器中的極限環機理
2．1 工作原理與建模
2．1．1 工作原理
2．1．2 狀態空間平均模型
2．2 兩類極限環現象
2．2．1 第一類極限環
2．2．2 第二類極限環
2．3 理論分析
2．3．1 穩定性分析
2．3．2 極限環解析錶達式
2．4 數值仿真與電路實驗
2．5 本章小結
參考文獻

第3章 峰值電流型Boost PFC變換器中的快尺度分岔與間歇性分析
3．1 電路描述與建模
3．1．1 電路描述
3．1．2 頻閃建模
3．2 數值結果與分析
3．2．1 數值結果
3．2．2 結果分析
3．3 PSPICE電路實驗結果
3．4 本章小結
參考文獻

第4章 單周控製SEPIC PFC變換器中的慢尺度分岔行為
4．1 電路描述與數值仿真
4．2 理論分析
4．2．1 非綫性狀態空間平均建模
4．2．2 係統周期平衡態的求解
4．2．3 Floquet理論分析
4．3 PSPICE電路實驗
4．4 本章小結
參考文獻

第5章 單周控製Zeta PFC變換器中的非綫性擾動行為
5．1 電路工作原理
5．2 SPICE電路模型及其擾動仿真
5．2．1 SPICE大信號平均電路模型
5．2．2 非綫性動仿真
5．3 理論分析
5．3．1 功率平衡近似與Fourier級數分析
5．3．2 擾動運行的參數邊界條件
5．4 電路實驗
5．5 本章小結
參考文獻

第6章 非綫性時變周期係統的多參數穩定性理論及其在Zeta PFC變換器中的應用
6．1 基於無量綱分析法的非綫性時變周期係統多參數穩定性分析理論
6．1．1 非綫性時變周期係統模型定義
6．1．2 非綫性時變周期係統的穩定性等價定理
6．1．3 基於無量綱分析法的高維PFC變換器多參數穩定性分析
6．2 多參數穩定性分析理論在Zeta PFC變換器中的應用
6．2．1 Zeta PFC變換器及其數學模型
6．2．2 特徵值穩定性分析與電路實驗驗證
6．2．3 參數閤力關聯關係的功率流傳輸不均衡理論
6．2．4 多參數穩定性邊界
6．3 本章小結
參考文獻

第7章 峰值電流型Buck-Boost逆變器中的快尺度分岔與不對稱性分析
7．1 工作原理
7．2 改進平均模型
7．2．1 主電路傳遞函數
7．2．2 電流閉環傳遞函數
7．2．3 雙閉環傳遞函數
7．3 快尺度倍周期分岔行為分析
7．3．1 穩定狀態
7．3．2 快尺度分岔
7．3．3 極點運動軌跡分析
7．4 快尺度倍周期分岔的不對稱性分析
7．4．1 等效斜坡補償
7．4．2 相位偏移與紋波效應
7．5 本章小結
參考文獻

第8章 級聯Boost逆變器中的慢尺度分岔與非綫性交互機理
8．1 工作原理與建模
8．1．1 電路描述
8．1．2 非綫性狀態空間平均建模
8．1．3 虛擬等效模型
8．1．4 模型驗證
8．2 慢尺度分岔行為與穩定性分析
8．2．1 特徵值靈敏度分析
8．2．2 數值仿真
8．2．3 參數穩定邊界
8．3 非綫性交互機理研究
8．3．1 係統非綫性模態級數解
8．3．2 瞬態行為
8．3．3 瞬態特性分析
8．3．4 模態間的非綫性交互作用
8．3．5 主導振蕩模式
8．4 本章小結
參考文獻
附錄A
附錄B

前言/序言

　　作為一類典型的分段光滑非自治係統，電力電子變換器中會齣現諸如倍周期分岔、Hopf分岔及混沌等豐富的非綫性現象。其中，電力電子變換器中存在著兩種類型的周期平衡態：一種是在DC-DC變換器中，以低頻振蕩現象錶現齣的極限環；另一種則是在AC-DC和DC-AC變換器中，以固有周期解形式呈現的周期平衡態。前者是係統的不穩定行為，是不期望的，著重於研究極限環産生機理；而後者是穩定的，是工程實際中所期望的，著重研究其周期平衡態及其動力學行為演化過程。
　　本書主要介紹瞭電力電子變換器中存在的周期平衡態及其動力學演化機製，在係統控製、建模、理論分析等方麵做瞭詳細介紹。本書以大信號平均模型為主，係統地介紹瞭電力電子變換器中周期平衡態的分析方法，是一個比較完備的體係。除此之外，還包含一些新的研究成果，如建立瞭多參數穩定性理論等。具體內容如下：
　　第2章以BoostDC-DC變換器為例，推導齣瞭用於描述其低頻域動力學行為的小信號狀態平均模型，從電路層麵剖析瞭兩類極限環産生的物理機理，確定瞭係統齣現極限環的臨界分岔條件，給齣瞭分岔點處極限環的解析錶達式。
　　第3章在理想開關模型的基礎上，建立瞭用於分析峰值電流型BoostPFC變換器的高頻域動力學行為的頻閃映射模型，研究瞭其中快尺度倍周期分岔行為的動力學特性，並采用摺疊分岔圖分析瞭快尺度動力學行為的間歇性，給齣瞭係統參數空間的穩定行為邊界圖。
　　第4章基於單周控製的自治性，建立瞭描述單周控製SEPICPFC變換器的低頻域動力學行為的單變量非綫性微分方程，采用諧波平衡法得到瞭其解析的周期平衡解，繼而通過判定Floquet乘子的變化趨勢，預測瞭該變換器首次失穩時分岔點的位置和類型，揭示瞭係統齣現慢尺度分岔現象的動力學機理。

《現代通信係統中的信號處理技術》 內容簡介 本書深入探討瞭現代通信係統中至關重要的信號處理技術，旨在為讀者提供一個全麵而係統的理解框架。隨著通信需求的爆炸式增長和技術日新月異，信號處理已成為實現高效、可靠和高質量通信的核心驅動力。本書的編寫，正是為瞭滿足這一時代需求，為通信工程師、研究人員以及對該領域感興趣的學生提供一本權威的學習和參考資料。 本書的結構圍繞著通信係統從信號的産生、傳輸到接收、解碼的整個流程展開，並重點聚焦於信號處理在每個環節的關鍵作用。我們將從最基礎的信號理論齣發，逐步深入到復雜的信號處理算法及其在現代通信係統中的具體應用。 第一部分：通信係統基礎與信號錶示 在開篇，我們將首先迴顧通信係統的基本組成部分，包括信源、信宿、發送端、接收端、編碼器、解碼器、調製器、解調器以及信道等。在此基礎上，我們將詳細介紹各種信號的錶示方法，包括連續時間信號和離散時間信號。我們將深入討論傅裏葉級數和傅裏葉變換，這是理解信號頻譜特性和頻率域分析的基礎。同時，也會介紹拉普拉斯變換和Z變換，它們在分析連續和離散係統中的瞬態響應和穩定性方麵發揮著關鍵作用。采樣定理的引入和深入解析，將解釋連續信號如何被離散化以適應數字通信係統的要求，並探討采樣失真（混疊）的産生原因和避免方法。 第二部分：綫性時不變係統與濾波 本部分將聚焦於綫性時不變（LTI）係統，這是通信係統中最常見也是最重要的模型。我們將詳細講解LTI係統的衝激響應和捲積，它們是描述係統輸入輸齣關係的兩個基本概念。通過分析係統的頻率響應，我們將揭示係統如何影響信號的不同頻率成分。 濾波是信號處理中的一項核心技術，用於去除噪聲、提取有用信息或整形信號。本書將全麵介紹各種類型的濾波器，包括： 模擬濾波器：討論低通、高通、帶通和帶阻濾波器在連續時間域的設計原則和特性，包括巴特沃茨、切比雪夫和橢圓濾波器的設計方法。 數字濾波器：詳細闡述無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。我們將深入研究IIR濾波器的設計，如脈衝不變法、雙綫性變換法，以及FIR濾波器的設計，如窗函數法（漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。 自適應濾波器：介紹自適應濾波器的概念及其重要性，特彆是在未知或時變環境中。我們將詳細講解最小均方（LMS）算法及其變種，如歸一化LMS（NLMS）和遞歸最小均方（RLMS）算法，以及Riccati方程在最小均方誤差（MMSE）估計中的應用。這些算法在噪聲消除、均衡和預測等領域有著廣泛應用。 第三部分：模擬調製與解調 模擬調製是將基帶信號的頻譜搬移到高頻載波上的過程，是實現信息遠距離傳輸的傳統方法。本部分將詳細介紹主要的模擬調製技術： 幅度調製 (AM)：包括雙邊帶 (DSB)、抑製載波雙邊帶 (DSB-SC) 和單邊帶 (SSB)。我們將分析它們的産生原理、頻譜特性、帶寬需求以及解調方法，如包絡檢波、相乾解調等。 角度調製 (FM/PM)：重點介紹調頻 (FM) 和調相 (PM) 的原理、頻譜特性和優勢，特彆是FM在抗噪聲方麵的優越性。同時，我們將講解調頻和調相的解調技術，如斜率檢波器、鎖相環 (PLL) 等。 第四部分：數字調製與解調 數字調製是將數字基帶信號映射到模擬載波上的過程，是現代通信係統的基礎。本書將深入剖析各類數字調製技術： 幅移鍵控 (ASK)：介紹其基本原理、星座圖、誤碼率性能以及不同階數ASK的設計。 頻移鍵控 (FSK)：詳細講解FSK的實現方式、頻譜效率、抗噪聲能力以及其在某些特定應用中的優勢。 相移鍵控 (PSK)：包括二進製相移鍵控 (BPSK)、正交相移鍵控 (QPSK) 和更高階PSK。我們將深入分析它們的星座圖、相乾解調和非相乾解調方法，以及它們在不同通信標準中的應用。 正交幅度調製 (QAM)：作為PSK和ASK的結閤，QAM能夠以更高的頻譜效率傳輸數據。我們將詳細講解QAM的原理、星座圖設計，以及其在Wi-Fi、LTE等現代通信標準中的重要性。 M進製通信：將M進製調製技術進行統一的討論，包括M進製ASK、M進製PSK、M進製QAM的通用原理和性能分析。 聯閤通信技術：探討將多種調製技術進行組閤以優化係統性能的方法，例如套疊QAM（Tiered QAM）。 第五部分：信道編碼與解碼 信道編碼是通信係統中用於提高傳輸可靠性的關鍵技術，它通過在數據中添加冗餘信息來檢測和糾正傳輸過程中引入的錯誤。本部分將詳盡介紹： 綫性分組碼：包括循環碼、 BCH碼和裏德-所羅門碼（RS碼）。我們將深入理解它們的代數結構、編碼和解碼算法，以及它們在CDMA、DVD和衛星通信等領域的廣泛應用。 捲積碼：詳細介紹捲積碼的生成過程、編碼器結構、Viterbi譯碼算法，以及捲積碼在性能上的優勢，尤其是在信噪比較低的情況下。 Turbo碼和LDPC碼：介紹這兩種現代高性能的糾錯碼，它們代錶瞭當今編碼理論的頂尖水平。我們將分析它們的迭代譯碼原理，以及它們在5G通信、Wi-Fi 6等標準中的突破性應用。 第六部分：多址技術與多徑傳播 為瞭實現多個用戶共享同一通信資源，各種多址技術應運而生。本書將詳細介紹： 頻分多址 (FDMA) 時分多址 (TDMA) 碼分多址 (CDMA) 正交頻分復用 (OFDM)：作為現代無綫通信的核心技術，OFDM能夠有效地剋服多徑衰落。我們將深入分析OFDM的原理、子載波正交性、循環前綴的作用以及其在Wi-Fi、LTE、5G中的應用。 多徑傳播是無綫通信中的一大挑戰，它會導緻信號失真和衰落。本書將探討： 多徑傳播模型：介紹瑞利衰落、萊斯衰落等模型，以及它們的統計特性。 均衡技術：包括綫性均衡器（如LMS、RLS）和非綫性均衡器（如MLSE），用於對抗由於多徑效應引起的符號間乾擾（ISI）。 第七部分：現代通信係統中的信號處理應用 在本部分的最後，我們將把前麵介紹的理論知識融會貫通，重點闡述這些信號處理技術在具體的現代通信係統中的應用： 蜂窩移動通信係統：從GSM到4G LTE和5G NR，分析其信號處理的關鍵技術，如OFDM、MIMO、波束成形等。 無綫局域網 (Wi-Fi)：介紹Wi-Fi標準（如802.11 a/g/n/ac/ax）中使用的OFDM、MIMO、QAM等信號處理技術。 衛星通信：討論衛星通信係統中麵臨的挑戰，如長時延、高功率限製，以及相應的信號處理解決方案，包括強大的糾錯編碼。 軟件定義無綫電 (SDR)：介紹SDR的理念，以及它如何通過軟件來實現靈活的信號處理功能，從而適應不斷變化的網絡標準和需求。 信號估計與檢測：介紹卡爾曼濾波、維納濾波等估計算法，以及最大似然估計、最大後驗概率估計等檢測算法，它們在通信接收端的性能優化中至關重要。 讀者對象 本書適閤於通信工程、電子工程、計算機科學等相關專業的本科生、研究生，以及從事通信係統設計、開發和優化的工程師。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解現代通信係統中信號處理的原理和方法，並能夠將這些知識應用於實際的工程實踐中，應對日益復雜的通信挑戰。 本書特色 理論與實踐並重：理論推導嚴謹，同時結閤大量實例和圖示，幫助讀者直觀理解抽象概念。 全麵而深入：覆蓋現代通信係統中最重要的信號處理技術，從基礎理論到前沿應用。 結構清晰，邏輯性強：章節之間層層遞進，脈絡清晰，易於學習和掌握。 語言通俗易懂：力求用清晰、準確的語言闡述復雜的概念，避免不必要的術語堆砌。 實用性強：為讀者提供解決實際通信工程問題的工具和思路。 本書的齣版，旨在為推動通信技術的發展貢獻一份力量，幫助讀者站在巨人的肩膀上，探索通信世界的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我當初選擇這本書，純粹是因為對“分岔分析”這個詞感到好奇。我是一名對數學理論特彆著迷的愛好者，總覺得那些隱藏在物理現象背後的數學規律，纔是最迷人的地方。我平時喜歡閱讀一些關於混沌理論、分形幾何等方麵的科普讀物，也對非綫性動力學産生瞭濃厚的興趣。當我在網上偶然看到這本書的標題時，立刻被它吸引住瞭。雖然我並非電力電子專業的科班齣身，但我相信，隻要原理是相通的，那麼即使是看起來很專業的領域，也能從中找到樂趣。我最期待的是，這本書能否用一種相對易懂的方式，解釋清楚“周期平衡態”和“分岔”這兩個概念在電力電子變換器中的具體體現。我希望它不僅僅是枯燥的數學公式推導，更能結閤一些直觀的圖形或者例子，讓我這個“外行人”也能領略到其中的美妙。我希望這本書能像一本武林秘籍一樣，讓我看到電力電子變換器運行的“穴位”和“要害”，瞭解它們在不同參數變化下，會發生怎樣“走火入魔”或者“爐火純青”的蛻變。如果它真的能做到這一點，那我對它的喜愛，將遠遠超齣我最初的預期，甚至有可能激發我對電力電子領域産生更深的探索欲。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電力電子領域摸爬滾打多年的研究人員，我對理論的深度和嚴謹性有著極高的要求。近些年，隨著電力電子係統的復雜度不斷增加，傳統的綫性分析方法已經越來越難以應對實際工程中齣現的各種復雜現象。特彆是對於一些工作在臨界狀態或者非綫性區域的變換器，其動態行為往往難以預測，甚至會齣現混沌等非綫性現象。我一直在尋找一本能夠係統性地闡述如何運用現代非綫性動力學理論來分析電力電子變換器，特彆是能夠深入探討“周期平衡態”以及“分岔”等關鍵概念的書籍。這本書的齣現，無疑為我打開瞭一扇新的窗口。從我初步瀏覽的章節來看，作者在理論框架的構建上非常紮實，對數學工具的應用也恰到好處，既保持瞭科學的嚴謹性，又不至於讓讀者望而卻步。書中對不同拓撲結構的分析，以及對分岔點附近的動態行為的詳細描述，都讓我感到非常興奮。我尤其關注書中對於如何識彆和預測分岔的章節，這對於設計穩定可靠的電力電子係統至關重要。這本書的齣版，對於推動電力電子領域的研究嚮更深層次、更精細化發展，具有重要的意義。我期待著能夠通過這本書，進一步提升自己對電力電子變換器非綫性動力學的理解水平，並將其應用於更前沿的研究課題中。

評分☆☆☆☆☆

我對電力電子領域的研究一直關注著前沿的理論發展，近年來，非綫性動力學方法在電力電子係統分析中的應用越來越受到重視，尤其是在應對高開關頻率、復雜控製策略以及大功率集成化等挑戰時，傳統的分析方法顯得力不從心。這本書的齣現，恰好填補瞭這一領域的理論空白。從我初步翻閱的章節來看，作者對周期平衡態和分岔理論的掌握非常精深，並且將其巧妙地應用於分析各種經典的電力電子變換器。書中對不同工作模式下的動態行為，特彆是跨越臨界點時可能齣現的奇特現象，進行瞭詳盡的論述。我非常欣賞書中對於理論推導過程的嚴謹性，同時也關注到其在實際工程應用中的指導意義。我期待書中能夠提供一些具體的案例分析，展示如何通過分岔分析來優化變換器的設計，提高係統的穩定性和可靠性，甚至發掘新的工作模式。這本書的齣版，對於提升我國在電力電子基礎理論研究方麵的水平，具有重要的推動作用。它不僅能幫助廣大研究者和工程師深入理解電力電子變換器的本質，更能激發新的研究思路和創新點，為行業的發展注入新的活力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名從事電力電子産品開發多年的工程師，我深知在實際産品設計中，係統穩定性是首要考慮的因素。很多時候，一個微小的參數變化或者控製策略的調整，都可能導緻變換器工作在非預期的狀態，甚至齣現震蕩、混沌等難以預測的故障。過去，我們更多地依賴於經驗和大量的仿真測試來規避這些風險，但總感覺缺乏一個係統性的理論指導。這本書的標題，尤其是“周期平衡態與分岔分析”，立刻引起瞭我的共鳴。我期望這本書能夠提供一套係統的方法論，幫助我們從理論層麵深刻理解變換器為何會發生這些不穩定的現象，以及如何通過參數設計和控製策略來避免或者利用這些現象。我非常期待書中能有詳細的數學推導，能夠清晰地展現不同參數如何影響變換器的動態行為，以及分岔點具體是如何産生的。同時，我也希望書中能夠提供一些實際應用中的案例，說明如何利用這些理論來指導實際産品的設計，解決工程中遇到的難題。如果這本書能夠幫助我建立起對變換器復雜動態行為的更深刻認識，從而提高我設計産品的魯棒性和可靠性，那麼它對我來說就是一本不可多得的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很吸引人，那種深邃的藍色，配閤著精密的電路圖紋理，一下子就抓住瞭我的眼球。我是一名剛入行不久的電力電子工程師，對於理論研究的深度一直感到有些欠缺，總覺得在實際工作中遇到的很多棘手問題，根源都藏在那些更深層次的數學模型和物理原理裏。我一直渴望找到一本能夠填補我理論知識空白的書，讓我能更好地理解那些復雜的變換器行為。當我在書店看到這本書時，標題裏的“周期平衡態”和“分岔分析”幾個詞，立刻勾起瞭我的興趣。我知道這些概念在研究非綫性係統時非常重要，而電力電子變換器本身就是一個典型的非綫性係統。我迫不及待地翻開書的目錄，看到裏麵涉及瞭各種典型的電力電子拓撲結構，比如Buck、Boost、Flyback等等，並且在分析方法上，似乎運用瞭非常嚴謹的數學工具。雖然我還沒來得及深入閱讀，但從目錄和開篇的一些理論介紹來看，這本書很有可能是我一直在尋找的那種，能夠幫助我構建起紮實的理論基礎，讓我從“知其然”嚮“知其所以然”邁進的寶藏。我期待著書中能夠用清晰的語言和詳實的推導，帶領我一步步揭開電力電子變換器神秘的麵紗，尤其是在研究那些復雜動態行為和潛在的不穩定現象時，能夠給我帶來豁然開朗的體驗。