[发明专利]基于有限状态机的Boost电路建模方法及其应用

权利要求书

1.一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于它包括以下工作步骤：

(1)分析Boost电路，确定系统的工作状态，得出工作状态的个数；

(2)确定Boost电路各个工作状态之间的转换条件，从而确定系统的离散事件；

(3)确定系统的状态变量和输入变量、输出变量，建立Boost电路的状态方程和输出方程；

(4)根据电路参数确定系统的输入矩阵、状态矩阵和输出矩阵；

(5)利用有限状态机建立Boost电路的模型。

2.根据权利要求1所说的一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于：所说的步骤(1)中Boost电路是由恒压源、电感、滤波电容、二极管、功率开关器件和负载组成；这里的负载选用的是电阻；其中，电感一端连接恒压源正极，另一端既连接二极管正极，又连接功率开关器件一端；功率开关器件另一端连接恒压源负极；二极管负极既与滤波电容相连接，又与负载连接；滤波电容另一端和负载另一端连接到恒压源负极；其中，所说的功率开关器件可以是晶闸管、IGBT等开关器件。

3.根据权利要求2所说的一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于：所说的步骤(1)中系统的工作状态包括3个状态：分别是电感的储能过程，滤波电容的充电过程，和电感电流的断续过程；其中，电感的储能过程是指当功率开关器件处于通态时，二极管截止，恒压源作用于电感两端，向电感充电，电感电流i_L线性上升；滤波电容的充电过程是指当功率开关器件关断时，二极管快速导通，恒压源和电感共同向电容充电，并向负载提供能量；电感电流的断续过程是指在功率开关器件处于断态的期间，电感电流i_L下降速度较快，在下一周期功率开关器件导通之前，i_L已经衰减到零，从而出现了电流的断续状态。

4.根据权利要求1所说的一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于：所说的步骤(2)中离散事件是触发Boost电路各个工作状态之间转换的条件，包括功率开关器件的导通与关断；电路中所有电力电子器件导通或关断的一种组合就是一个离散事件，离散事件驱动着电力电子电路在各个工作拓扑中切换，其离散事件状态总是与电路工作模式相对应。

5.根据权利要求1所说的一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于：所说的步骤(3)中状态变量具体是指电感电流i_L和滤波电容电压U_C，输入变量具体是指恒压源电压U_S，输出变量具体是指负载电压U_R。

6.根据权利要求1所说的一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于：所说的步骤(3)中Boost电路的状态方程和输出方程为：

m＝1，2；n＝1，2；x，y，u分别是指步骤(3)所说的状态变量，输出变量，输入变量；Am，Bn，C分别是指步骤(4)所说的状态矩阵，输入矩阵，输出矩阵。

7.根据权利要求1所说的一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于：所说的步骤(4)中输入矩阵有状态矩阵有R，L，C分别是指电阻，电感，滤波电容。

8.根据权利要求1所说的一种基于有限状态机的Boost电路建模方法，其特征在于：所说的步骤(5)中有限状态机输出二进制信号，来选择相应的状态矩阵和输入矩阵，来确定状态方程和输出方程，从而确定输出的电感电流和滤波电容的电压。