王 刚 侍乔明 付立军 纪 锋 陈宇航 蒋文韬

1.海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室 武汉 430033

2.西安交通大学电气工程学院 西安 710049

0 引言

随着能源、交通、国防和生活等领域应用需求的提升和现代科学技术的进步，各种复杂电力电子变流装置的应用越来越广泛，成为独立电力系统的核心电能变换单元[1,2]。构建独立供电的非线性电力电子系统时，良好的动态性能是保证系统安全稳定运行的前提条件。动态性能指标与系统拓扑结构、元器件参数、运行方式和控制方式有关。一般说来，提高系统动态性能指标最有效和最经济的方法是采用先进的控制方法[3]。

系统控制的基础是系统动态性能分析。非线性电力电子系统有三种非线性来源：不同阶段系统拓扑结构的切换，占空比控制方法和非线性元件[4,5]。上述三种非线性因素互相耦合，无法解耦处理。陆用电力系统的稳态是平衡点，动态性能是平衡点附近的动态响应，将描述系统的非线性微分方程在平衡点线性化，对其进行特征结构分析，即可得到系统动态响应的模式和模态等信息。非线性电力电子系统的稳态是周期轨道，动态性能是周期轨道的动态响应，Poincaré映射反映的是其采样时刻离散状态变量的动态响应，而一个周期内状态变量的动态响应取决于系统的非线性微分方程。这种复杂的时变非线性特性使得非线性电力电子系统的动态性能分析比较困难，同时系统呈现出分叉和混沌等丰富的动力系统特征[4]。……