Buck?Boost矩陣變換器穩定性判定方法及裝置與流程

本發明涉及非線性系統領域，尤其涉及一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法及裝置。

背景技術：

Buck-Boost矩陣變換器(Buck-Boost Matrix Converter,BBMC)是一種具有高電壓傳輸比及直接輸出高品質正弦波等系列優點的新型電力變換器。然而該變換器因屬變結構強非線性系統，在一定條件下會出現奇異或不規則現象，如次諧波、間歇性不穩定及電磁噪聲過大等復雜行為，直接影響到整個系統運行的穩定性和可靠性，因此，開展該變換器的穩定性研究具有重要意義。

目前在有關Buck-Boost矩陣變換器的穩定性方面已開展了一些研究工作，并從不同角度提出了一些分析方法。如狀態空間平均法、小信號分析法、解析法及描述函數法等。其中狀態空間平均法、小信號分析法和解析法都是通過對非線性系統的近似線性化處理建立其等效數學模型，然后借助Jacobian矩陣對系統平衡點的穩定性進行判定。

但是，上述方法因為無法克服Buck-Boost矩陣變換器的強非線性，從而導致判定變換器穩定性的結果準確性不高。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法及裝置。

本發明的第一個方面提供一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法，包括：

根據狀態微分方程和關系信息，獲得所述Buck-Boost矩陣變換器的離散迭代映射模型；

其中，所述狀態微分方程表征Buck-Boost矩陣變換器的狀態；所述關系信息表征所述Buck-Boost矩陣變換器中功率開關占空比與電壓反饋系數及電流比例系數的關系；

根據所述離散迭代映射模型獲得所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息；

在穩定狀態下，根據所述輸出電壓信息獲取所述Buck-Boost矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍；

逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據；所述采樣數據屬于所述電路參數的取值范圍；

在所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍；所述采樣取值范圍為每個所述采樣數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；

根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖；

在所述Buck-Boost矩陣變換器處于穩定狀態時，根據每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，確定每個所述電路參數及每個所述電路參數對應的電壓反饋系數與電流比例系數的取值范圍。

較佳地，在所述根據狀態微分方程和關系信息，獲得所述Buck-Boost矩陣變換器的離散迭代映射模型之前，還包括：

建立所述Buck-Boost矩陣變換器的狀態微分方程；

確定所述Buck-Boost矩陣變換器中功率開關占空比與電壓反饋系數及電流比例系數間的關系信息。

較佳地，所述逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據，包括：

逐次在所述每個電路參數中任意一個電路參數的取值范圍內獲取n個數據；

所述在所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍，包括：

分別獲得所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，所述n個數據中每個數據所對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；所述n為自然數；

所述根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定所述每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，包括：

根據所述每個電路參數的n個數據以及所述n個數據中每個數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍，確定所述每個電路參數對應的三維穩態運行區域圖。

較佳地，所述建立所述Buck-Boost矩陣變換器的狀態微分方程，包括：

根據所述Buck-Boost矩陣變換器的主電路結構，分別建立所述Buck-Boost矩陣變換器在其功率開關處于導通狀態和關斷狀態下的狀態微分方程；所述狀態微分方程符合基爾霍夫定律；

所述Buck-Boost矩陣變換器的主電路結構，包含功率開關管、二極管、電感、電容及負載電阻。

較佳地，所述確定所述Buck-Boost矩陣變換器中功率開關占空比與電壓反饋系數及電流比例系數間的關系信息，包括：

獲取所述Buck-Boost矩陣變換器處于穩定狀態時，獲取所述Buck-Boost矩陣變換器的功率開關的占空比D；

所述穩定狀態為在任何瞬間的實際輸出電壓u_o與其對應的參考輸出電壓u_ref保持一致，則占空比D為：

其中，所述E為輸入電源電壓；

獲取所述Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關占空比的調整值Δd；

采集所述Buck-Boost矩陣變換器的實際輸出電壓值u_o與電感電流i_L，由式(2)獲得所述Buck-Boost矩陣變換器在實際運行時其功率開關的占空比調整值Δd為：

Δd＝K₁(u_ref-u_o)-K₂i_L (2)

式中：Δd為占空比調整值，K₁為電壓反饋系數，K₂為電流比例系數；

獲取所述Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關的占空比d；

由式(1)和式(2)得到所述Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關的占空比d為：

d＝D+Δd (3)

較佳地，所述根據所述離散迭代映射模型獲得所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息，包括：

將所述Buck-Boost矩陣變換器中電感電流和電容電壓作為系統狀態變量，根據所述Buck-Boost矩陣變換器的狀態微分方程和占空比關系式得到所述離散迭代映射模型為：

其中：所述i_n和所述u_n分別為電感電流和電容電壓在功率開關的開關周期整數倍nT(n為自然數)時刻的采樣值，d_n為Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關的占空比在nT時刻的采樣值，t_n＝d_nT，t_n′＝T-t_n，M₁＝(a₁cos(wt_n′)+a₂sin(wt_n′))，M₂＝(a₁k+a₂w)cos(wt_n′)，M₃＝(a₂k-a₁w)sin(wt_n′)，L、C和R分別為該變換器的橋臂電感、橋臂電容和負載電阻。

較佳地，所述輸出電壓信息，具體包括：

輸出電壓波形在任意時刻的采樣值u_n與其對應的參考值u_ref(n)滿足如下關系：

|u_n-u_ref(n)|＜ε (5)

式中：ε為任意小的正數。

較佳地，所述電路參數包括：電感、電容和負載電阻。

較佳地，所述在穩定狀態下，根據所述輸出電壓信息獲取所述Buck-Boost矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍，包括：

在所述電感、所述電容和所述負載電阻3個所述電路參數中任選一個作為變化參數，其余兩個所述電路參數保持不變；

配置所述變化參數的一個取值，且滿足式(5)；

按預設步長將所述變化參數的一個取值依次遞增，直至不能滿足式(5)，則所述變化參數對應的取值為所述電路參數的上限值；

按所述預設步長將所述變化參數的一個取值依次遞減，直到不能滿足式(5)，則所述變化參數對應的取值為所述電路參數的下限值；

根據所述下限值和所述上限值確定每個所述電路參數的取值范圍；

判斷確定每個所述電路參數的取值范圍是否都已確定，若是，運算過程結束。

較佳地，在所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍，包括：

步驟10-1：在所述電感、所述電容和所述負載電阻3個所述電路參數中依次選取一個為變化參數，其余兩個所述電路參數保持不變；

步驟10-2：在所述變化參數的取值范圍內選取一個數據；

步驟10-3：先固定一個K₁值，再選取一個K₂值，要求滿足式(5)；

步驟10-4：按預定步長將K₂值依次遞增，直到不滿足式(5)，則所對應的K₂值便是K₂的上限值；

步驟10-5：按所述預定步長將K₂值依次遞減，直到不滿足式(5)，則所對應的K₂值便是K₂的下限值；

步驟10-6：根據所述K₂的下限值和上限值確定所述K₂的取值范圍；

步驟10-7：按預設步長將K₁值依次遞增，再選取一個K₂值，若滿足式(5)，則重復步驟10-4～步驟10-6；否則所對應的K₁值便是K₁的上限值；

步驟10-8：按預設步長將K₁值依次遞減，再選取一個K₂值，若滿足式(5)，則重復步驟10-4～步驟10-6；否則所對應的K₁值便是K₁的下限值；

步驟10-9：根據所述K₁的下限值和上限值確定所述K₁的取值范圍；

步驟10-10：判斷該變化參數的所有采樣數據所對應的采樣取值范圍是否都已確定，若是，執行步驟10-11；否則，重復步驟10-3～步驟10-9；

步驟10-11：判斷每個所述電路參數的采樣數據所對應的采樣取值范圍是否都已確定，若是，運算過程結束。

本發明的第二個方面提供一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定裝置，包括：

獲取模塊，用于根據狀態微分方程和關系信息，獲得所述Buck-Boost矩陣變換器的離散迭代映射模型；

其中，所述狀態微分方程表征Buck-Boost矩陣變換器的狀態；所述關系信息表征所述Buck-Boost矩陣變換器中功率開關占空比與電壓反饋系數及電流比例系數的關系；

電壓輸出模塊，用于根據所述離散迭代映射模型獲得所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息；

取值模塊，用于在穩定狀態下，根據所述輸出電壓信息獲取所述Buck-Boost矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍；

采樣模塊，用于逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據；所述采樣數據屬于所述電路參數的取值范圍；

在所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍；所述采樣取值范圍為每個所述采樣數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；

處理模塊，用于根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖；在所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態時，根據每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，確定每個所述電路參數及每個所述電路參數對應的電壓反饋系數與電流比例系數的取值范圍。

本實施例提供的Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法及裝置，通過穩定性判裝置根據狀態微分方程和關系信息，獲得該矩陣變換器的離散迭代映射模型；之后該裝置根據所述離散迭代映射模型獲得該矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息；在穩定狀態下，該裝置根據所述輸出電壓信息獲取該矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍；該裝置逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據；所述采樣數據屬于所述電路參數的取值范圍；在該矩陣變換器工作于穩定狀態時，該裝置分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍；所述采樣取值范圍為每個所述采樣數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；進而該裝置根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖；在該矩陣變換器在穩定狀態時，該裝置根據每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，以確定每個所述電路參數及每個所述電路參數對應的電壓反饋系數與電流比例系數的取值范圍，為實現Buck-Boost矩陣變換器的穩定運行奠定基礎。

附圖說明

圖1為本發明Buck-Boost矩陣變換器的主電路拓撲結構圖；

圖2為本發明實施例提供的一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法流程圖；

圖3為本發明實施例提供的一種基于電壓電流模式控制的單相Buck-Boost DC/DC變換器原理圖；

圖4為本發明實施例提供的另一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法流程圖；

圖5為本發明實施例提供的一種獲取采樣數據對應的采樣取值范圍的流程示意圖；

圖6為本發明實施例提供的一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定裝置的結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

參見圖1，圖1為本發明Buck-Boost矩陣變換器的主電路拓撲結構圖。該變換器由整流級和逆變級兩部分組成，其整流級為一個3/2相矩陣變換器，它將三相交流整流成PWM調制的直流電壓；逆變級則為三相Buck-Boost逆變器的結構形式，其特點是通過調節占空比，可實現其輸出電壓的任意調節。然而由于該變換器的逆變級屬變結構強非線性系統，在一定條件下會出現次諧波、間歇性不穩定及不規則電磁噪聲等復雜行為，直接影響到系統運行的穩定性和可靠性，因此其后針對該變換器的穩定性研究主要以其逆變級為研究對象。

圖2為本發明所提供的一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法流程圖。參見圖2，該方法包括以下步驟：

步驟100、根據狀態微分方程和關系信息，獲得所述Buck-Boost矩陣變換器的離散迭代映射模型；

其中，所述狀態微分方程表征Buck-Boost矩陣變換器的狀態；所述關系信息表征所述Buck-Boost矩陣變換器中功率開關占空比與電壓反饋系數及電流比例系數的關系；

步驟101、根據所述離散迭代映射模型獲得所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息；

步驟102、在穩定狀態下，根據所述輸出電壓信息獲取所述Buck-Boost矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍；

步驟103、逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據；所述采樣數據屬于所述電路參數的取值范圍；

步驟104、在所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍；

具體的，所述采樣取值范圍為每個所述采樣數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；

步驟105、根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖；

步驟106、在所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態時，根據每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，確定每個所述電路參數及每個所述電路參數對應的電壓反饋系數與電流比例系數的取值范圍。

本實施例提供的Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法，通過穩定性判定裝置根據狀態微分方程和關系信息，獲得該矩陣變換器的離散迭代映射模型；之后該裝置根據所述離散迭代映射模型獲得該矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息；在穩定狀態下，該裝置根據所述輸出電壓信息獲取該矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍；該裝置逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據；所述采樣數據屬于所述電路參數的取值范圍；在該矩陣變換器工作于穩定狀態時，該裝置分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍；所述采樣取值范圍為每個所述采樣數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；進而該裝置根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖；在該矩陣變換器在穩定狀態時，該裝置根據每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，以確定每個所述電路參數及每個所述電路參數對應的電壓反饋系數與電流比例系數的取值范圍，為實現Buck-Boost矩陣變換器的穩定運行奠定基礎。

圖3為本發明實施例提供的一種基于電壓電流模式控制的單相Buck-Boost DC/DC變換器原理圖。參見圖3，其基本原理為：采集Buck-Boost變換器的實際輸出電壓u_o和電感電流i_L，先將其實際輸出電壓u_o與其對應的參考輸出電壓u_ref進行比較，其偏差(u_ref-u_o)乘以電壓反饋系數K₁得到輸出電壓反饋量K₁(u_ref-u_o)，再將該電壓反饋量和電感電流i_L與其比例系數K₂的乘積K₂i_L相減，其差作為該變換器功率開關占空比的調整值Δd，即：Δd＝K₁(u_ref-u_o)-K₂i_L；再將該占空比的調整值與變換器穩態工作時的占空比D求和，即得到該變換器功率開關的實際占空比d，即d＝D+Δd，根據該占空比d并經PWM驅動來控制功率開關T₁和T₂的導通或關斷。

在圖2的基礎上，圖4為本發明所提供的另一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定方法流程圖。參見圖4，在步驟100之前，還包括：

步驟107、建立所述Buck-Boost矩陣變換器的狀態微分方程；

步驟108、確定所述Buck-Boost矩陣變換器中功率開關占空比與電壓反饋系數及電流比例系數間的關系信息。

具體的，在建立Buck-Boost矩陣變換器的狀態微分方程時，將Buck-Boost矩陣變換器中所有電路元器件視為理想器件，輸入電源視為理想電源；所述電路元器件包括：功率開關管、二極管、電感、電容及負載電阻；鑒于Buck-Boost矩陣變換器的逆變級由三個結構完全相同的Buck-Boost DC/DC變換器組成，因而在以下分析中以其中一相為例。

以Buck-Boost DC/DC變換器中電感電流和電容電壓為系統狀態變量，針對該變換器在功率開關處于導通和關斷兩種狀態下，根據基爾霍夫定律建立其狀態微分方程，分別如式(1)和式(2)所示：

x&＝A₁x+B₁E (1)

x&＝A₂x+B₂E (2)

式中：為系統狀態向量，E為Buck-Boost DC/DC變換器的輸入電源電壓；L、C和R分別為該變換器的電感、電容和負載電阻。

可選地，步驟103的一種可能的實現方式為：

步驟103a、逐次在所述每個電路參數中任意一個電路參數的取值范圍內獲取n個數據；

相應地，步驟104的一種可能的實現方式為：

步驟104a、分別獲得所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，所述n個數據中每個數據所對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；所述n為自然數；

相應地，步驟105的一種可能的實現方式為：

步驟105a、根據所述每個電路參數的n個數據以及所述n個數據中每個數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍，確定所述每個電路參數對應的三維穩態運行區域圖。

進一步地，步驟107的一種可能的實現方式：

步驟107a、根據所述Buck-Boost矩陣變換器的主電路結構，分別建立所述Buck-Boost矩陣變換器在其功率開關處于導通狀態和關斷狀態下的狀態微分方程；所述狀態微分方程符合基爾霍夫定律；

所述Buck-Boost矩陣變換器的主電路結構，包含功率開關管、二極管、電感、電容及負載電阻。

具體的，可以將所述Buck-Boost矩陣變換器中所有電路元器件視為理想器件，輸入電源視為理想電源。

可選地，步驟108的一種可能的實現方式：

步驟108a、獲取所述Buck-Boost矩陣變換器處于穩定狀態時，獲取所述Buck-Boost矩陣變換器的功率開關的占空比D；

具體的，所述穩定狀態為在任何瞬間的實際輸出電壓u_o與其對應的參考輸出電壓u_ref保持一致，則占空比D為：

其中，所述E為輸入電源電壓；

步驟108b、獲取所述Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關占空比的調整值Δd；

進一步地，計算Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關占空比的調整值Δd。

Buck-Boost矩陣變換器在實際運行時，因其參考輸出電壓在不斷變化，因而要求其功率開關的占空比也隨之不斷變化，以使變換器的實際輸出電壓保持對其參考輸出電壓的跟蹤。然而由于電感電流與電容電壓不能突變，在變換器實際輸出電壓對其參考電壓的跟蹤中會產生一定的跟蹤誤差。為此，本發明基于電壓電流模式控制方法，通過采集Buck-Boost矩陣變換器的實際輸出電壓值u_o與電感電流i_L。

步驟108c、采集所述Buck-Boost矩陣變換器的實際輸出電壓值u_o與電感電流i_L，由式(4)獲得所述Buck-Boost矩陣變換器在實際運行時其功率開關的占空比調整值Δd為：

Δd＝K₁(u_ref-u_o)-K₂i_L (4)

式中：Δd為占空比調整值，K₁為電壓反饋系數，K₂為電流比例系數；

步驟108d、獲取所述Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關的占空比d；

具體的，由式(3)和式(4)得到所述Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關的占空比d為：

d＝D+Δd (5)

進一步地，構建Buck-Boost矩陣變換器的離散迭代映射模型。

①求系統狀態方程組中矩陣A₁和A₂的狀態轉移矩陣。

求取矩陣A₁和A₂的狀態轉移矩陣如下：

式中：

②分別對狀態微分方程(1)和(2)求解，可得：

式中：t₁＝dT為功率開關T₁在一個開關周期T內的導通時間，t₂為對應的關斷時間。

進一步地，步驟101的一種可能的實現方式：

步驟101a、將所述Buck-Boost矩陣變換器中電感電流和電容電壓作為系統狀態變量，根據所述Buck-Boost矩陣變換器的狀態微分方程和占空比關系式得到所述離散迭代映射模型為：

其中：所述i_n和所述u_n分別為電感電流和電容電壓在功率開關的開關周期整數倍nT(n為自然數)時刻的采樣值，d_n為Buck-Boost矩陣變換器實際運行時功率開關的占空比在nT時刻的采樣值，t_n＝d_nT，t_n′＝T-t_n，M₁＝(a₁cos(wt_n′)+a₂sin(wt_n′))，M₂＝(a₁k+a₂w)cos(wt_n′)，M₃＝(a₂k-a₁w)sin(wt_n′)，L、C和R分別為該變換器的橋臂電感、橋臂電容和負載電阻。

可選地，對于上述實施例中涉及的輸出電壓信息，具體包括：

輸出電壓波形在任意時刻的采樣值u_n與其對應的參考值u_ref(n)滿足如下關系：

|u_n-u_ref(n)|＜ε (11)

式中：ε為任意小的正數。

進一步地，由于所述電路參數包括：電感、電容和負載電阻，相應地，步驟102的一種可能的實現方式為：

在所述電感、所述電容和所述負載電阻3個所述電路參數中任選一個作為變化參數，其余兩個所述電路參數保持不變；

步驟102a、配置所述變化參數的一個取值，且滿足式(11)；

步驟102b、按預設步長將所述變化參數的一個取值依次遞增，直至不能滿足式(11)，則所述變化參數對應的取值為所述電路參數的上限值；

步驟102c、按所述預設步長將所述變化參數的一個取值依次遞減，直到不能滿足式(11)，則所述變化參數對應的取值為所述電路參數的下限值；

步驟102d、根據所述下限值和所述上限值確定每個所述電路參數的取值范圍；

步驟102e、判斷確定每個所述電路參數的取值范圍是否都已確定，若是，運算過程結束。

圖5為本發明實施例提供的一種獲取采樣數據對應的采樣取值范圍的流程示意圖，參照圖5，該方法給出了一種步驟104的實現方式：

步驟10-1：在所述電感、所述電容和所述負載電阻3個所述電路參數中依次選取一個為變化參數，其余兩個所述電路參數保持不變；

步驟10-2：在所述變化參數的取值范圍內選取一個數據；

步驟10-3：先固定一個K₁值，再選取一個K₂值，要求滿足式(11)；

步驟10-4：按預定步長將K₂值依次遞增，直到不滿足式(11)，則所對應的K₂值便是K₂的上限值；

步驟10-5：按所述預定步長將K₂值依次遞減，直到不滿足式(11)，則所對應的K₂值便是K₂的下限值；

步驟10-6：根據所述K₂的下限值和上限值確定所述K₂的取值范圍；

步驟10-7：按預設步長將K₁值依次遞增，再選取一個K₂值，若滿足式(11)，則重復步驟10-4～步驟10-6；否則所對應的K₁值便是K₁的上限值；

步驟10-8：按預設步長將K₁值依次遞減，再選取一個K₂值，若滿足式(11)，則重復步驟10-4～步驟10-6；否則所對應的K₁值便是K₁的下限值；

步驟10-9：根據所述K₁的下限值和上限值確定所述K₁的取值范圍；

步驟10-10：判斷該變化參數的所有采樣數據所對應的采樣取值范圍是否都已確定，若是，執行步驟10-11；否則，重復步驟10-3～步驟10-9；

步驟10-11：判斷每個所述電路參數的采樣數據所對應的采樣取值范圍是否都已確定，若是，運算過程結束。

對于步驟106，其中獲取每個電路參數對應的三維穩態運行區域圖，一種可能的實現方式為：

分別以電路參數和電壓反饋系數K₁及電流比例系數K₂為三維空間坐標軸，依次根據每個電路參數的n個數據及其每個數據對應的電壓反饋系數K₁與電流比例系數K₂的取值范圍在相應的三維空間坐標中繪成n個平面，由該n個平面構成相應的三維立體圖，便是該電路參數所對應的三維穩態運行區域圖。

進一步地，根據每個電路參數對應的三維穩態運行區域圖，即可確定Buck-Boost矩陣變換器處于穩定狀態時各電路參數及其對應的電壓反饋系數K₁與電流比例系數K₂的取值范圍。

本實施例還提供一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定裝置，以執行上述各個實施例提供的步驟并實現相應的技術效果，圖6為本發明實施例提供的一種Buck-Boost矩陣變換器穩定性判定裝置的結構示意圖，參照圖6，該裝置包括：獲取模塊200、電壓輸出模塊201、取值模塊202、采樣模塊203和處理模塊204；

獲取模塊200，用于根據狀態微分方程和關系信息，獲得所述Buck-Boost矩陣變換器的離散迭代映射模型；

其中，所述狀態微分方程表征Buck-Boost矩陣變換器的狀態；所述關系信息表征所述Buck-Boost矩陣變換器中功率開關占空比與電壓反饋系數及電流比例系數的關系；

電壓輸出模塊201，用于根據所述離散迭代映射模型獲得所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息；

取值模塊202，用于在穩定狀態下，根據所述輸出電壓信息獲取所述Buck-Boost矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍；

采樣模塊203，用于逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據；所述采樣數據屬于所述電路參數的取值范圍；

在所述Buck-Boost矩陣變換器工作于穩定狀態時，分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍；所述采樣取值范圍為每個所述采樣數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；

處理模塊204，用于根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖；在所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態時，根據每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，確定每個所述電路參數及每個所述電路參數對應的電壓反饋系數與電流比例系數的取值范圍。

本實施例提供的穩定性判定裝置，通過獲取模塊根據狀態微分方程和關系信息，獲得該矩陣變換器的離散迭代映射模型；電壓輸出模塊根據所述離散迭代映射模型獲得該矩陣變換器在穩定狀態下的輸出電壓信息；取值模塊在穩定狀態下，根據所述輸出電壓信息獲取該矩陣變換器的每個電路參數的取值范圍；采樣模塊逐次確定每個電路參數中任意一個電路參數的采樣數據；所述采樣數據屬于所述電路參數的取值范圍；在該矩陣變換器工作于穩定狀態時，分別獲取每個所述采樣數據對應的采樣取值范圍；所述采樣取值范圍為每個所述采樣數據對應的電壓反饋系數及電流比例系數的取值范圍；處理模塊根據每個所述采樣數據和所述采樣數據對應的采樣取值范圍，確定每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖；在所述Buck-Boost矩陣變換器在穩定狀態時，根據每個所述電路參數對應的三維穩態運行區域圖，確定每個所述電路參數及每個所述電路參數對應的電壓反饋系數與電流比例系數的取值范圍，為實現該矩陣變換器的穩定運行奠定基礎。