スイッチングシステムにおけるダイナミクス解析と制御

スイッチングシステムにおけるダイナミクス解析と制御 †

電力変換回路は，スイッチングデバイスのオン・オフの各状態において状態が連続的に変化しますが，スイッチング動作によりその状態は不連続に動作するハイブリッドシステムとなっています。スイッチングデバイスには，バイポーラトランジスタやMOSFETのようにオン・オフ動作が全て制御できるものがありますが，ダイオードのようにオン・オフ動作が全て状態量に依存するもの，サイリスタのようにオン動作は制御できますが，オフ動作は状態量に依存するものがあり，これらの素子が実際に電力変換回路で使用されています。特に，状態量に依存してスイッチのオン・オフ動作が決まるスイッチングデバイスを用いた回路は，強い非線形性を示します。たとえば，連続的な制御パラメータ変化に対して，状態量が不連続に変化するスイッチング時間分岐が知られており，その現象の生起は従来もちいられてきた平衡点の固有値に対する安定性判別では分からず，システムの制御を困難なものとしています。電力変換回路では，このようなスイッチングデバイスが多数用いられていることから，舟木研究室では，スイッチング動作による回路のハイブリッド性によって生じる現象の解析・発生メカニズムの解明およびその制御について研究しています。