【文章內(nèi)容簡介】 ，一般按照圖33電路圖搭建蔡氏電路。蔡氏電路的3種混沌現(xiàn)象的實際仿真圖如表31所示。表31 蔡氏電路3種典型混沌現(xiàn)象圖解列表 R7 =1971Ω , 單渦旋混沌一R7 =1973Ω , 單渦旋混沌二R7 =1912Ω , 雙渦旋混沌注釋：橫軸是Vc1，縱軸是Vc2；。虛線格子。 表31所示的是蔡氏電路的3種典型混沌現(xiàn)象，通過改變電路中的電阻R7，來使系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象發(fā)生改變，正是由于蔡氏電路的敏感性，改變電阻R7導(dǎo)致系統(tǒng)混沌發(fā)生劇變。這也是符合混沌的基本定義，因為一般的混沌都具有對初始條件的敏感性。蔡氏電路的元件參數(shù)如表32所示。表32 蔡氏電路元件參數(shù)蔡氏二極管元件參數(shù)蔡氏電路元件參數(shù)R1 kΩL mHR222 kΩR0 ΩR322 kΩR70~9999 Ω可調(diào)R4 kΩC1 nFR5220 ΩC2100 nFR6220 Ω運放AA2TL082在記錄儀中的時域圖如圖34所示，參數(shù)R7=1800Ω。圖34 蔡氏電路混沌現(xiàn)象時域圖如圖34所示，在蔡氏電路混沌現(xiàn)象的時域圖中，呈現(xiàn)出來的是不規(guī)則的震蕩電壓，這也可能是蔡氏電路的特殊性所致，正是由于這種特殊現(xiàn)象的產(chǎn)生，才能使蔡氏電路在相圖內(nèi)，形成渦旋混沌的圖像，這也是研究蔡氏電路的意義所在。下面的章節(jié)主要就控制與合理利用混沌現(xiàn)象做一定的分析。由于蔡氏電路的特殊性，在本章節(jié)，我們主要以變化電感為主要手段，來觀察系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象。 這章是為了探求引起混沌現(xiàn)象的原因，通過改變電路中關(guān)鍵元件的參數(shù)，看是否能夠有效抑制混沌現(xiàn)象的發(fā)生[11]。蔡氏電路中的固定參數(shù)列入表33。 表33 蔡氏電路中的固定參數(shù)表R7C1C21971 Ω nF100 nF只改變電感值L1，觀察示波器中的圖像變化。 (1) 首先通過減小L1的參數(shù)值，觀察示波器中的混沌現(xiàn)象。表34 關(guān)鍵電感參數(shù)影響下的Vc1Vc2特性曲線混沌表現(xiàn)的演進圖解列表① L1=20 mH② L1=15 mH③ L1=10 mH④ L1=5 mH⑤ L1=1 mH⑥ L1=0 mH注釋：橫軸是Vc1，縱軸是Vc2；橫軸每格電壓2V，縱軸每格電壓500mV。虛線格子。在表34中的趨勢能夠直觀看到：當(dāng)電感L1的值越小，電路中所產(chǎn)生混沌現(xiàn)象越來越弱。這表明L1在這個范圍內(nèi)，很大程度上影響了電路混沌現(xiàn)象的產(chǎn)生，所以要控制系統(tǒng)混沌現(xiàn)象的產(chǎn)生，L1必須設(shè)定在5mH以下。(2) 然后通過在一定范圍內(nèi)增大L1的參數(shù)值，再次觀察示波器中的混沌現(xiàn)象表35 改變L1參數(shù)的變化圖解列表一① L1= 單渦旋混沌② L1= 單渦旋混沌③ L1= 雙渦旋混沌注釋：橫軸是Vc1，縱軸是Vc2；。虛線格子。由表35所示，當(dāng)L1=，電路的混沌現(xiàn)象還是單渦旋混沌，但是到了L1=，電路的混沌現(xiàn)象已經(jīng)變成了雙渦旋混沌，由此可得，在這個過程中必定有個激烈的演進過程，導(dǎo)致系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象發(fā)生劇變。(3) 最后通過在另一個固定的范圍內(nèi)增大L1的參數(shù)值，還是觀察示波器中的混沌現(xiàn)象。表36 改變L1參數(shù)的變化圖解列表二① L1=② L1=③ L1=④ L=⑤ L1=⑥ L1=32mH注釋：橫軸是Vc1，縱軸是Vc2；。虛線格子。如表36所示，在這個過程中能夠很直觀地看到，； 這個過程中，我們可以非常明顯地看到，渦旋的外分散現(xiàn)象非常嚴重；，內(nèi)部的雙渦旋現(xiàn)象幾乎已經(jīng)完全消失，只剩下外部的封閉分散線條。這個測試提示我們：電感在這個過程中，對影響系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象至關(guān)重要。 本章小結(jié)，然后通過模擬環(huán)境來對電路進行仿真，在示波器中觀察混沌現(xiàn)象的產(chǎn)生。第二個任務(wù)是通過改變電路中的電感L1的參數(shù)，來分析影響混沌現(xiàn)象產(chǎn)生的因素。最后通過這些現(xiàn)象，來分析與淺略研究蔡氏電路的混沌特性。通過這個章節(jié)的學(xué)習(xí)，為下個章節(jié)的并聯(lián)Buck電路的仿真測試分析奠定了實驗基礎(chǔ)，也為以后的學(xué)習(xí)與工作提供了實驗訓(xùn)練幫助。第四章 并聯(lián)Buck電路仿真分析本章首先介紹并聯(lián)Buck電路的基本理論，然后對其仿真分析，接著將會對電路中的關(guān)鍵元件的參數(shù)進行改變，以此來觀察這些元件對系統(tǒng)混沌的影響[1218]。 并聯(lián)Buck電路簡介并聯(lián)Buck變換器電路在實際中具有廣泛應(yīng)用，特別適合低壓大電流的需要，以及分布式模塊化電源系統(tǒng)的需求[12]。如果能深入了解并聯(lián)開關(guān)變換器中混沌現(xiàn)象產(chǎn)生的機理，并且利用非線性動力學(xué)中的分叉和混沌理論對DCDC變換器中的固有的不規(guī)則運動進行合理的解釋，這對深入研究并聯(lián)開關(guān)電源的特性，提高其控制性能具有重要的意義。在實際應(yīng)用中，往往由于一臺直流穩(wěn)定電源的輸出參數(shù)(如電壓、電流和功率)不能滿足要求，人們在實用中往往采用模塊化結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方法，采用一定規(guī)格系列的模塊式電源，按照一定的串聯(lián)或并聯(lián)方式，分別達到輸出電壓、輸出電流、輸出功率擴展的目的[13]。DCDC并聯(lián)電源系統(tǒng)具有大容量、高效率、高可靠性、冗余特性、模塊化和成本低等優(yōu)點。這些優(yōu)點使得這種直流功率電源在大功率負載電路系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用[14] [18]。 在仿真工具中的并聯(lián)Buck電路圖如41所示。圖41 并聯(lián)Buck變換器電路結(jié)構(gòu)如圖41中的并聯(lián)Buck電路的具體仿真參數(shù)如表41所示[15]。表41 并聯(lián)Buck電路參數(shù)表器件名稱器件參數(shù)R1 Ω C147 uFRRR40 ΩLL220mH。40mHDD2DIODE_VIRTUALQQ22N2219VV3,占空比60%V130V按照表41的仿真參數(shù)，在L1與C1兩端加上示波器對其進行仿真測試，A通道加在L1的兩端，B通道加在C1的兩端，然后示波器窗口將會顯示如表42所示。表42 并聯(lián)Buck電路的混沌現(xiàn)象與輸出端波形圖解列表注釋：橫軸是Vc1，縱軸是VL1；橫軸每格電壓250mV。虛線格子。注釋：橫軸是時間t，縱軸是Vc1；，縱軸每格電壓12V。虛線格子。 并聯(lián)Buck電路混沌分析[17](1) 占空比對系統(tǒng)影響測試：改變VV3中的占空比，以此來測試對系統(tǒng)的影響。表43占空比對系統(tǒng)混沌的影響圖解列表占空比=50%時，VL1/Vc1的圖形占空比=50% 時，Vc1的波形圖，占空比=60%時，VL1/Vc1的圖形占空比=60% 時，Vc1的波形圖，占空比=70%時，VL1/Vc1的圖形占空比=70% 時，Vc1的波形圖，占空比=80%時，VL1/Vc1的圖形占空比=80% 時，Vc1的波形圖，注釋1：橫軸是Vc1，縱軸是VL1；。虛線格子。注釋2：橫軸是時間t，縱軸是Vc1；橫軸每格時間4ms，縱軸每格電壓10V。虛線格子。從表43中所示，