Top.Mail.Ru
 

Отображения с большим числом границ (borders)

Совместные исследования с Техническим университетом Дании, Штуттартским университетом (Германия), университетом Урбино (Италия), университетом Rovira i Virgili (Испания).
Мультистабильность

Однофазный инвертор с широтно-импульсным управлением


Регулярная динамика

Регулярная динамика

Хаотическая динамика

Хаотическая динамика

Опорная частота \( f_{ref}=50 \) Гц, частота работы ключей \( f_{sw}<250 \) кГц, здесь \( f_{sw}=40 \) кГц.
Математическая модель инвертора с непрерывным временем
$$ \frac{dx}{d\bar{t}}= \begin{cases} \lambda(x-1), &\:\:\: x(\bar{t})\big|_{\bar{t}=\lfloor \bar{t} \rfloor} < \dfrac{q}{\Gamma}\cos\left(\dfrac{2\pi \lfloor \bar{t} \rfloor}{m}\right) -\dfrac{2P}{\alpha\Gamma}\left(\bar{t}-\lfloor \bar{t} \rfloor-\tfrac{1}{2}\right) \\[.5em] \lambda(x+1), &\:\:\: x(\bar{t})\big|_{\bar{t}=\lfloor \bar{t} \rfloor} > \dfrac{q}{\Gamma}\cos\left(\dfrac{2\pi \lfloor \bar{t} \rfloor}{m}\right) -\dfrac{2P}{\alpha\Gamma}\left(\bar{t}-\lfloor \bar{t} \rfloor-\tfrac{1}{2}\right) \end{cases} $$
Схема

Схема инвертора

Временные диаграммы

Временные диаграммы сигналов инвертора


\( x=\dfrac{R i}{E_0},\ \overline{t}=\dfrac{t}{a},\ P=\dfrac{R}{\beta E_*}V_0,\ q=\dfrac{R}{\beta E_*}V_m,\ \lambda=-\dfrac{R}{L}a,\ \Gamma=\dfrac{E_0}{E_*}, \) кратность частот \( m=\frac{f_{sw}}{f_{ref}}, \) 50 < m < 5000.
Математическая модель инвертора с дискретным временем
$$ F(x_k,k) = \begin{cases} F_L(x_k)=b x_k - (b-1), &&\!\! &\!\!\!x_k\leq s^-_k,\\ F_M(x_k)=b x_k - (b+1)+2b^{(1-z_k)}, &&\!\! s^-_k < &\!\!\!x_k < s^+_k,\\ F_R(x_k)=b x_k + (b-1), &&\!\! s^+_k\leq &\!\!\!x_k, \end{cases} $$ многообразие переключения: $$ s^{\pm}_k=\dfrac{q}{\Gamma} \cos\left(\dfrac{2\pi k}{m}\right) \pm\dfrac{P}{\alpha\Gamma}, $$ относительная длительность импульсов \( 0\leq z_k\leq 1.0 \): $$ z_k =\dfrac{\alpha q}{2P}\cos\left(\dfrac{2\pi k}{m}\right)- \dfrac{\alpha\Gamma}{2P}{x_k}+\dfrac{1}{2}. $$ Насыщение модулятора: $$ \begin{align} x_k &\leq s^-_k \to& 1\\ s^-_k < x_k &< s^+_k \to& z_k\\ s^+_k&\leq x_k \to& 0. \end{align} $$
Двумерное отображение

Двумерное отображение

Макроструктура пространства параметров
Image 1 Image 2
Различные типы периодических орбит в области \( \Pi_1 \)
Регулярная динамика

\( O_{M^m} \), область \(\Pi_1^{(1)} \subset \Pi_1 \)

Хаотическая динамика

\( O_{M^{k_1}R^{k_2}M^{k_3}L^{k4}} \), где \( k_1 + k_2 + k_3 + k_4 = m, \) область \(\Pi_1^{(4)} \subset \Pi_1 \)

Хаотическая динамика

Более сложный тип периодических движений, область \(\Pi_1^{(*)} \subset \Pi_1 \)

"Border collisions" в области \( \Pi_1 \)
Граничное столкновение
Исследование явления "bubbling"
Хаотическая динамика

Лаборатория проф. Abdelali El Aroudi, Department of Electronics, Electrical Engineering and Automatic Control Universitat Rovira i Virgili, Tarragona, Spain. Экспериментальное детектирование "bubbling" в однофазном инверторе.


Image 1 Image 2

Однофазный инвертор

Image 2

"Bubbling" индуцируется border, шумом после pitchfork и flip


Image 1
Image 2

Корректор коэффициента мощности

Image 1
Image 2
Основные публикации по результатам исследований
  1. V. Avrutin, E. Mosekilde, Zh.T. Zhusubaliyev, L. Gardini, Onset of Chaos in a Single-Phase Power Electronic Inverter. Chaos, 25(4), 043114-1-043114-14, 2015(Impact Factor 3.642, квартиль Q1).
  2. V. Avrutin, Zh. T. Zhusubaliyev, E. Mosekilde, Border Collisions Inside the Stability Domain of a Fixed Point, Physica D: Nonlinear Phenomena, 321-322, 1-15, 2016 (Impact Factor 2.3, квартиль Q1).
  3. V. Avrutin, Zh. T. Zhusubaliyev, E. Mosekilde, Cascades of alternating pitchfork and flip bifurcations in H-bridge inverters, Physica D, 345, 27-39, 2017 (Impact Factor 2.3, квартиль Q1).
  4. V. Avrutin, Zh. T. Zhusubaliyev, A. Saha, S. Banerjee, I. Sushko, L. Gardini, Dangerous Bifurcations Revisited// International Journal of Bifurcation and Chaos, 26(14),1630040-1 - 1630040-24 (24 pages), 2016 (Impact Factor 2.836, квартиль Q1).
  5. V. Avrutin, Zh. T. Zhusubaliyev, Nested closed invariant curves, International Journal of Bifurcation and Chaos, 29(7), 1930017 (12 pages), 2019 (Impact Factor 2.836, квартиль Q1).
  6. Avrutin, Zh.T. Zhusubaliyev, A. El Aroudi, D. Fournier-Prunaret, G. Garcia, and E. Mosekilde. Disrupted Bandcount Doubling in an AC-DC Boost PFC Circuit Modeled by a Time Varying Map. J. of Physics, 692, 2016, 012003.
  7. V. Avrutin, J.D. Morcillo, Zh. T. Zhusubaliyev, F. Angulo, Bubbling in a power electronic inverter: Onset, development and detection//Chaos, Solitons and Fractals 104, 135-152, 2017 (Impact Factor 5.944, квартиль Q1).
  8. V. Avrutin, Zh. T. Zhusubaliyev, Suissa, D., El Aroudi, A. Non-observable chaos in piecewise smooth systems//Nonlinear Dynamics, 99, 2031-2048, 2020 (Impact Factor 5.022, квартиль Q1).
  9. V. Avrutin, Zh. T. Zhusubaliyev, A. El Aroudi, Non-visible transformations of chaotic attractors due to their ultra-low density in AC–DC power factor correction converters //Nonlinear Dynamics, 102, 2905-2924, 2020 (Impact Factor 5.022, квартиль Q1).
  10. V. Avrutin, F. Bastian, Zh. T. Zhusubaliyev, A geometric approach to bubbling// Physica D, 417, 132808 (24 pages),2021 (Impact Factor 2.3, квартиль Q1).
  11. V. Avrutin, Zh. T. Zhusubaliyev, Piecewise-linear map for studying border collision phenomena in DC/AC converters//International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol. 30(7), 2030015 (23 pages), 2020 (Impact Factor 2.836, квартиль Q1).
Я сотрудник Я абитуриент Я студент