电力电子技术从20世纪60年代以来得到了迅猛发展,在这一完全以应用为背景的实际工业控制系统中,理论分析长期滞后于应用的需求。上世纪70年代Middlebrook和Cuk提出了状态空间平均法,成功对电力电子电路进行了理论分析,为实际电路的设计提供了一种有效的分析手段,但随着研究的深入,状态空间平均法的缺陷也逐渐浮现出来,因为这是一种基于平均思路的电路分析与建模方法,可应用于慢标度的稳定性分析及电路建模,但它抹杀了电路的快标度的特性,即由该方法不可能得到开关频率上的稳定性分析结果。而这种开关频率上的快标度分岔在电力电子电路与系统中是普遍存在的。在电力电子电路中,由于开关器件的应用,使得电路在两个(或多个)电路子拓扑间截然切换,主电路加上外围控制电路就构成了一个典型的闭环非线性控制系统,属于分段线性系统的范畴,在满足一定的条件下会表现出丰富的线性、非线性现象,例如分岔、混沌等,这方面的理论分析对电路的稳定设计和性能改善具有重要作用,但相关的建模方法和分析理论必须在状态空间法的基础上进一步拓展,引入非线性系统与混沌理论的概念与方法。　　混沌是发生在确定性系统中貌似随机的无规则运动,它是非线性系统的一种性能表征。因此对DC-D C变换器的混沌现象进行透彻分析,可以在变换器设计中优化参数设计,避免有害混沌现象的出现,使变换器稳定工作和高性能运行。另外研究变换器的混沌运动,将从一个崭新的角度揭示和认识变换器的非线性本质,同时也将丰富非线性系统理论研究的内涵,揭示开关电路所特有的分岔过程和分岔机理。所以开展DC-DC变换器的混沌现象研究是必要的和有重大意义的。　　本文对DC-DC变换器中的混沌、分岔等非线性现象进行分析和如何进行有效的控制做了一定研究。主要内容:　　(1)指出DC-DC变换器的非线性本质及其研究意义,系统地阐述国内外电力电子领域中的非线性理论研究现状。　　(2)详细阐述了Buck、Boost二种基本的DC-DC变换器的基本工作原理;总结了DC-DC变换器研究中的主要动力学建模与分析方法,为后面的研究内容提供了研究思路和手段。　　(3)给出分岔和混沌理论的基本概念和相关结论,为后面各章奠定了系统分析的理论基础。　　(4)对开关变换器中的各种复杂现象作了较为全面的分析与研究,包括倍周期分岔、Hopf分岔、边界碰撞分岔、切分岔和阵发混沌以及多吸引子共存等。结合非线性系统理论给出各种复杂现象的分析与实例,并对各种分析方法及其理论依据进行了数值仿真与数值分析研究。　　(5)研究了Boost变换器中的复杂间歇现象,对之进行了详细分析,得出了一般性的研究结果。另外,构造迭代离散映射来分析变换器的稳定性,并从分岔控制与反控制的角度来研究间歇现象。针对Boost变换器存在内部或外部耦合电路引起的非正常传导和辐射干扰,使得功率变换器中有可能产生复杂的间歇现象,对这种现象的产生进行了机理性探索,并提供了相应的仿真结果作为对比验证。　　(6)讨论了多层前馈神经网络在系统辨识和非线性控制方面的作用,探索了神经网络和模糊控制相结合来研究开关功率变换器的可能性与应用前景。