单相逆变器能将直流电转换为交流电,在能源发电、交通运输和家用电器等领域中有着重要的应用,由于使用了具有快速切换功能的开关器件,因而属于典型的非线性系统,存在次谐波振荡、分岔与混沌等非线性现象,严重影响系统的稳定性能。本文以单相逆变器为研究对象,对其产生的非线性动力学行为进行了深入研究,以提高逆变器系统的工作稳定性、转换效率和响应速度等性能。本文的主要研究内容包括:(1)以正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)H桥逆变器为例,运用频闪映射理论建立了系统的离散模型;利用分岔图、Lyapunov指数谱、功率谱图、折叠图、时域图、频闪图和Jacobian矩阵法,研究了比例系数k和开关频率_Sf对系统稳定性能的影响;通过数值计算绘制出系统稳定运行参数域,为SPWM-H桥逆变器的参数优化提供参考依据。(2)依据PI调节下H桥逆变器的工作过程,建立了该逆变器的离散模型;运用分岔图分析了系统工作状态随系统参数变化的演变过程;通过折叠图验证了系统稳定运行参数域,为PI调节下H桥逆变器的正确建模和稳定设计提供借鉴。(3)分析了谷值电流控制的H桥逆变器的工作原理;建立了系统的离散模型;运用分岔图、Lyapunov指数谱、频闪图、折叠图和Jacobian矩阵法,研究了随着输入电压E变化该系统中出现的非线性现象,为谷值电流控制的H桥逆变器的可靠设计提供理论依据。(4)针对滑模控制的H桥逆变器中的非线性动力学行为进行了研究。运用频闪映射法建立了系统在幂次趋近律下的离散模型;采用折叠图、频谱图和分岔图,研究了系统在不同控制参数a和k下的非线性行为,发现了一种特殊的分岔现象同时存在多种倍数的倍周期状态;基于快变稳定性定理分析了系统的稳定性,得到了控制参数k的稳定域与参数a之间的关系,为滑模控制的H桥逆变器的参数设计提供指导。(5)分别将时延反馈法、扩展时延反馈法和Washout滤波器法三种混沌控制方式,运用到SPWM-H桥逆变器的非线性动力学行为控制中,建立了对应的离散模型;通过Jacobian矩阵稳定性判定依据,分析了各控制参数的取值域;并对上述三种方式的有效性进行了验证,为逆变器系统的非线性控制提供解决方案。