【摘要】：分布式電源系統(tǒng)因具有很多的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的被應(yīng)用為航天器的供電系統(tǒng)。在分布式電源系統(tǒng)中，存在很多子系統(tǒng)相互級(jí)聯(lián)的部分，從而會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能以及穩(wěn)定性，基于以上問(wèn)題，本課題將對(duì)DC-DC變換器級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性作出分析，同時(shí)對(duì)DC-DC變換器級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性做出改善。 針對(duì)無(wú)阻尼濾波器和變換器級(jí)聯(lián)穩(wěn)定性的分析，本文主要通過(guò)建立小信號(hào)模型，分別從波特圖、奈奎斯特判據(jù)和阻抗匹配的角度，給出級(jí)聯(lián)不穩(wěn)定的依據(jù)，對(duì)實(shí)際級(jí)聯(lián)電路的穩(wěn)定性做出分析，同時(shí)給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上利用實(shí)際實(shí)驗(yàn)，對(duì)無(wú)阻尼濾波器和變換器級(jí)聯(lián)穩(wěn)定的臨界條件做出驗(yàn)證和分析，以便很好的說(shuō)明此臨界條件的正確性。 針對(duì)無(wú)阻尼濾波器和變換器級(jí)聯(lián)后不穩(wěn)定的問(wèn)題，本文利用設(shè)計(jì)阻尼濾波器的方法，來(lái)解決此問(wèn)題，文中首先對(duì)不同結(jié)構(gòu)阻尼濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，從而可以根據(jù)不同的需要對(duì)阻尼濾波器進(jìn)行選擇，然后給出不同結(jié)構(gòu)阻尼濾波器的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)步驟，最后給出仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路的正確性，同時(shí)分析阻尼對(duì)于濾波器傳遞函數(shù)和輸出阻抗的影響，給出相應(yīng)結(jié)論。 對(duì)于兩個(gè)變換器相互級(jí)聯(lián)的穩(wěn)定性分析，利用前面建立的小信號(hào)模型，從不同的角度對(duì)兩個(gè)變換器級(jí)聯(lián)的穩(wěn)定性做出分析，同時(shí)重點(diǎn)研究?jī)蓚�(gè)變換器級(jí)聯(lián)后產(chǎn)生的低頻振蕩，利用等效的負(fù)載切換原理，把后級(jí)變換器等效成對(duì)前級(jí)變換器的負(fù)載切換，從而對(duì)兩個(gè)變換器級(jí)聯(lián)后低頻振蕩產(chǎn)生的原因和規(guī)律作出分析，同時(shí)研究負(fù)載對(duì)于低頻振蕩的影響，這部分不僅給出理論的分析，同時(shí)給出實(shí)驗(yàn)波形證明理論分析的正確性。 對(duì)于兩個(gè)變換器級(jí)聯(lián)后產(chǎn)生的低頻振蕩或其他不穩(wěn)定問(wèn)題，本文主要是利用阻抗匹配的原則，保證后級(jí)變換器的性能不受前級(jí)變換器的影響，來(lái)設(shè)計(jì)中間級(jí)聯(lián)濾波器，本文是在以前方法的基礎(chǔ)上，做出相應(yīng)的改進(jìn)，使兩個(gè)端口的阻抗差更大，從而更好地滿(mǎn)足阻抗匹配，文中給出了單級(jí)中間濾波器具體的設(shè)計(jì)步驟，同時(shí)給出了仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)思路的正確性，最后研究阻尼對(duì)于濾波器性能的影響，，給出相應(yīng)的結(jié)論。 本課題的研究為級(jí)聯(lián)穩(wěn)定性分析提供了理論依據(jù)，同時(shí)為改善級(jí)聯(lián)不穩(wěn)定現(xiàn)象的工程應(yīng)用，提供了具有參考價(jià)值的解決方案。
[Abstract]:Distributed power supply system is more and more used as spacecraft power supply system because of its many advantages. In the distributed power supply system, there are many subsystems cascade parts, which will affect the dynamic performance and stability of the whole system. Based on the above problems, this paper will analyze the stability of the DC-DC converter cascade system. At the same time, the stability of the cascade system of DC-DC converter is improved. In view of the analysis of cascade stability of unobstructed filter and converter, this paper gives the basis of cascade instability from the point of view of baud diagram, Naiquist criterion and impedance matching, respectively, by establishing a small signal model. The stability of the actual cascade circuit is analyzed, and the corresponding experimental verification is given. on this basis, the critical conditions of the cascade stability of the unobstructed filter and the converter are verified and analyzed by using the actual experiment. In order to explain the correctness of this critical condition. In order to solve the problem of instability after cascade of undamped filter and converter, this paper uses the method of designing damping filter to solve this problem. Firstly, the advantages and disadvantages of damping filter with different structures are analyzed. Therefore, the damping filter can be selected according to different needs, and then the design principles and steps of damping filter with different structures are given. finally, the simulation and experimental results are given to verify the correctness of the design idea. At the same time, the influence of damping on the transfer function and output impedance of the filter is analyzed, and the corresponding conclusions are given. For the stability analysis of the cascade of the two converters, the stability of the cascade of the two converters is analyzed from different angles by using the small signal model established above. At the same time, the low frequency oscillations produced by the cascade of the two converters are studied. Based on the equivalent load switching principle, the back stage converter is equivalent to the load switching of the front stage converter, and the causes and laws of the low frequency oscillation after concatenation of the two converters are analyzed, and the influence of load on the low frequency oscillation is studied at the same time. This part not only gives the theoretical analysis, but also gives the experimental waveform to prove the correctness of the theoretical analysis. For the low frequency oscillation or other unstable problems caused by concatenation of two converters, this paper mainly uses the principle of impedance matching to ensure that the performance of the latter converter is not affected by the front converter to design the intermediate cascade filter. In this paper, on the basis of the previous method, the corresponding improvement is made to make the impedance difference between the two ports larger, so as to better meet the impedance matching. The specific design steps of the single-stage intermediate filter are given in this paper. At the same time, the simulation and experimental results are given to verify the correctness of the design idea. Finally, the influence of damping on the performance of the filter is studied, and the corresponding conclusions are given. The research of this paper provides a theoretical basis for cascade stability analysis and a reference solution for improving the engineering application of cascade instability.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：2494196