基于遗传算法的功率谐振变换器的优化与仿真分析研究

摘要

近年来随着科技的日新月异，微电子及计算机技术得到了迅速的发展。这些技术的发展使得对电源的要求越来越严格。传统电源已经不能满足要求。软开关技术满足了将电源小型化，高效化的要求，并成为了研究的热点。 但是由于软开关电路中感容性元件和开关器件直接相连，使得电路的调试成为难点。目前电路的调试及电路元件的选择大多基于工作人员的经验进行，但是软开关电路的复杂性比较高，所以基于经验电路调试的可信性比较差。或者调试所花费的时间过长。传统的电路分析方法在分析软开关电路时大部分已经不再适用或者分析的难度太高，导致实用性比较差。遗传算法是近年来发展而来的人工智能算法，能够分析许多现实中的工程问题。但是在电路方面还局限于解决一些示例性质的简单电路上。本文首先利用小信号分析法对串并联电路进行建模仿真。然后对遗传算法做了性能上的改进。最后应用改进后的遗传算法在给定的相当大的范围内，以性能，体积，可靠性的组合为目标对软开关电路模型进行电路参数的选择。用matlab对优化结果做了仿真验证，结果证明优化的结果是有成效的。可以为实际电路的调试起到指导的作用。 第一章介绍了论文的相关研究背景，选题意义，以及论文的主要工作及创新点。 第二章主要介绍了SRC，PRC，SPRC谐振变换器的电路拓扑结构以及工作原理，特别分析了SPRC谐振变换器，它结合了SRC和PRC的优点；然后运用EDF小信号分析法对串并联谐振变换器进行了建模分析，并对理论结果做了仿真验证； 第三章介绍了传统遗传算法，并对其进行了改进。经过验证表明改进取得了成功。然后又根据实际的需要引进了模糊偏好的计算方法。 第四章介绍了程序实现的数据结构和主要函数，然后应用改进的算法对电路进行优化。用matlab加以验证。

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第一章绪论

1.1引言

1.1.1电源的划分和传统电源的弊端

1.1.2开关电源技术的出现和发展

1.2软开关技术的评价与硬开关的差别

1.3电路优化与遗传算法

1.4论文的选题意义、主要工作和创新点

1.4.1论文的选题意义

1.4.2主要工作和创新点

第二章谐振软开关电路的结构和建模

2.1半桥直流变换器

2.1.1串联谐振变换器(SRC)

2.1.2并联谐振变换器(PRC)

2.1.3串并联谐振变换器(SPRC)

2.2电路建模

2.2.1电路建模方法

2.2.2 SPRC的EDF分析

2.3本章小节

第三章灾变式均匀布种遗传算法

3.1遗传算法的基本原理

3.1.1遗传算法及其操作

3.1.2简单遗传算法(SGA)的问题

3.2灾变式均匀布种遗传算法

3.3多目标优化问题

3.4电源参数及其选择

3.5本章小节

第四章优化的实现及仿真验证

4.1遗传算法中的主要数据结构和函数

4.1.1主要数据结构

4.1.2主要函数

4.2优化方案

4.3结论及展望

4.4本章小节

结束语

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢