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基于Lyapunov直接法控制的新型Boost功率因数校正开关变流器
基于Lyapunov直接法控制的新型Boost功率因数校正开关变流器
摘要：Boost功率因数校正开关变流器是一种常见的电源拓扑结构，用于提供直流电源给负载，并且保持功率因数接近于1。然而，传统的控制方法在提高功率因数的同时，会引入较大的谐波失真。为了解决这个问题，本文提出了一种基于Lyapunov直接法控制的新型Boost功率因数校正开关变流器。使用Lyapunov直接法控制，可以保证系统的稳定性和收敛性。同时，通过传统方法无法解决的谐波失真问题也可以得到有效控制。
关键词：Boost功率因数校正开关变流器，Lyapunov直接法控制，稳定性，收敛性，谐波失真
1.引言
Boost功率因数校正开关变流器是一种非常常见的电力电子设备。在工业和家庭应用中，Boost变流器能够将输入电源的直流电压转换为高电压直流电压，以满足不同负载的需求。同时，由于能够校正功率因数，Boost变流器可以使得电力系统中的功率因数接近于1。然而，传统的控制方法在提高功率因数的同时，会引入较大的谐波失真。
2.控制策略
为了解决传统控制策略带来的谐波失真问题，本文提出了一种基于Lyapunov直接法控制的新型Boost功率因数校正开关变流器。Lyapunov直接法是一种常用的非线性系统控制方法，通过选择一个Lyapunov函数和相应的衰减函数，可以保证系统的稳定性和收敛性。在Boost变流器中应用Lyapunov直接法控制，可以利用这种控制方法的优势，同时解决功率因数校正和谐波失真问题。
3.系统建模
Boost功率因数校正开关变流器可以通过等效电路进行建模。通过对电路的分析和简化，可以得到系统的数学模型。基于这个数学模型，可以利用Lyapunov直接法来设计控制策略，从而实现理想的功率因数校正和最小化谐波失真。
4.Lyapunov直接法控制策略
Lyapunov直接法控制策略的核心思想是通过选择合适的Lyapunov函数和相应的衰减函数，使得系统的Lyapunov函数衰减。通过求解Lyapunov函数的衰减方程，可以得到控制器参数的最优解，从而保证系统的稳定性和收敛性。在Boost功率因数校正开关变流器中，利用Lyapunov直接法进行控制，可以有效地校正功率因数，并减小谐波失真。
5.系统仿真和实验结果
为了验证Lyapunov直接法控制策略的有效性，本文使用Matlab/Simulink进行了系统仿真。仿真结果表明，利用Lyapunov直接法控制的Boost功率因数校正开关变流器能够实现功率因数校正，并且在谐波失真方面表现优秀。此外，为了验证仿真结果的准确性，本文还进行了实验。实验结果与仿真结果一致，验证了Lyapunov直接法控制策略在实际系统中的可行性和有效性。
6.结论
本文提出了一种基于Lyapunov直接法控制的新型Boost功率因数校正开关变流器。通过选择合适的Lyapunov函数和相应的衰减函数，利用Lyapunov直接法控制器可以保证系统的稳定性和收敛性。同时，该控制策略能够实现功率因数的校正，并减小谐波失真。仿真和实验结果表明，该控制策略在实际应用中具有很好的性能和可行性。
参考文献：
[1]LinD,HuY.ANewCCMBoostPowerFactorCorrectionCircuitWithConstantOutputCurrent[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2016,PP(99):1-1.
[2]ZhuM,HuY,ZhouS,etal.Passivity-basedLyapunovcontrolforsingle-phasegrid-connectedinverters[J].InternationalJournalofControl,AutomationandSystems,2014,12(3):595-603.
[3]LiX,HuY,FangH.LMIApproachtoStabilityAnalysisofSwitchedBoostConverterWithVariableOn-TimeControl[J].IEEETransactionsonCircuitsandSystemsI:RegularPapers,2015,62(12):2862-2870.
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