导读:本文包含了拓扑系统论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:拓扑,系统,绝缘体,霍尔,对称性,开远,效应。
拓扑系统论文文献综述
冯丹丹,吴洪博[1]（2019）在《拓扑系统中开远域及其应用》一文中研究指出在拓扑系统中提出了点的开远域的概念并对其性质和应用进行了研究。首先,在拓扑系统中提出了点的开远域的概念,讨论了它的基本性质,并利用开远域系给出了确定拓扑系统的方法;其次,通过开远域系定义了拓扑系统之间的映射在给定点连续的定义,并由此给出了拓扑系统之间连续映射的等价刻画;最后,利用点的开远域系给出T_0拓扑系统和T_1拓扑系统的等价刻画。(本文来源于《山东大学学报(理学版)》期刊2019年11期）
虞汉阳[2]（2018）在《基于H桥单元的组合拓扑系统若干关键技术研究》一文中研究指出优化电力电子装置的拓扑结构一直是电力电子学科中极其关键并富有活力的研究方向,对组合拓扑系统的研究是其中的重要组成部分。组合拓扑系统对现有的拓扑结构通过恰当的方式进行组合重构,以实现提升拓扑整体性能、扬长避短的目的。虽然组合拓扑系统会增加系统的复杂度,但其通常具有结构模块化、功率处理分散化、性能优化、冗余度高、易于扩展等优点,具有很高的研究和应用价值。H桥单元是组合拓扑系统中最重要的基本单元之一,能够独立实现DC/AC或AC/DC功率变换的功能,具有结构简单、通用性强、扩展潜力大等优势。本文以H桥单元作为组合拓扑系统研究的切入点,从拓扑结构、调制策略、系统效率、稳定运行条件、硬件设计等角度对基于H桥单元的组合拓扑系统进行了研究,提出了一些具有创新意义的观点和解决方案。级联H桥多电平变换器(CHB)是H桥单元在组合拓扑系统中最典型的应用之一。本文首先对CHB系统的拓扑结构、工作原理及调制方式进行了分析。其次,研究了 H桥状态切换策略在CHB系统中的应用,重点关注了由此导致的开关次数增加问题。针对这一问题,本文对各种H桥状态的切换情况进行了分析,总结了额外开关次数产生的原因,并提出了一种基于重合开关序列的H桥状态切换策略。该策略能够在不影响系统输出的前提下,完全避免H桥状态切换过程中额外开关次数的产生,以降低系统的开关损耗。最后,通过实验将本文的改进策略与传统的H桥状态切换策略进行了对比,验证了基于重合开关序列的H桥状态切换策略的可行性及有效性。混合型级联多电平组合拓扑系统是H桥单元在组合拓扑系统中的又一大类应用。本文提出了一种T2C-HB混合型级联多电平组合拓扑,并以此为例,对这类拓扑进行了分析讨论。首先介绍了 T2C-HB系统工作于七电平模式时的拓扑结构、工作原理、导通路径与开关序列。其次,理论推导了七电平T2C-HB系统的电容电压平衡条件,揭示了在SPWM调制下,只有当调制比小于等于0.82时,七电平T2C-HB系统才能对于任意功率因数的负载实现稳定工作。随后,在上述推导结论的基础上,采用导通路径选择+滞环控制的电容电压平衡方案对系统中的悬浮电容实现了稳压控制。为了扩展电容电压平衡条件,利用SVM方法对七电平T2C-HB系统进行调制,并提出了一种基于代价函数的电容电压平衡策略,配合SVM方法使用可以实现扩展电容电压平衡条件,提升直流电压利用率的效果。再次,在七电平T2C-HB系统研究的基础上,对T2C-HB系统的其余工作模式进行了讨论,总结了五电平模式、七电平模式与九电平模式叁种工作模式的优缺点。在直流电压利用率方面,分析了T2C-HB系统在五电平模式与七电平模式下的最大直流电压利用率,计算了其相对于两电平逆变器在直流电压利用率方面的提升幅度。最后,通过仿真和实验对七电平T2C-HB系统的运行情况进行了测试,以验证上述分析结果。针对H桥单元在DC/DC组合拓扑系统中的应用,本文重点研究了多有源桥(MAB)系统,提出了一种基于磁耦合的MAB拓扑。首先,对基于磁耦合的MAB拓扑进行了介绍,分析了其优势在于能够降低电路复杂程度、减少变压器副边端子数目及绕线用量,有助于减小隔离变压器体积并降低系统成本。其次,针对基于磁耦合的MAB系统,分析了其等效电路模型、工作原理及软开关条件。再次,针对变压器原边H桥单元电容电压不平衡的问题,提出了一种基于内移相角控制的电容电压平衡方案,并从理论上推导了内移相角与电容充放电状态之间的关系。该方案具有控制结构简单、易于扩展等优势,为解决电容电压平衡问题提供了一种新思路。最后,通过仿真和实验验证了基于磁耦合的MAB系统的可行性及电容电压平衡方案的有效性。本文以提升组合拓扑系统性能及实用价值为主要目的,针对由H桥单元参与构成的组合拓扑提出了一些改进方案与新的思路,对组合拓扑的研究工作起到了丰富与发展的作用。同时,本文所述的研究成果很多也可以用于由其他基本单元构成的组合拓扑系统,具有很强的通用性及可扩展性。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-06-01）
行言[3]（2018）在《基于耦合腔阵列一维拓扑系统量子模拟的研究》一文中研究指出拓扑绝缘体是量子物质的一类新状态,但是不能简单地与传统的绝缘体还有半导体联系在一起。它是一类新型的电子材料,拥有一个像普通绝缘体一样的体带隙,但是在其边缘或者表面却拥有受保护的无带隙导电态。这些态存在的原因来自于物质内部的自旋轨道相互作用和物体本身所具备的时间反演对称性。此外,超导体和绝缘体之间存在一个直接的类比,其表现为超导体准粒子的Bogoliubov-de Gennes哈密顿量与能带绝缘体的哈密顿量类似,也就是其超导带隙对应绝缘体的能带带隙。因此,拓扑超导体应运而生。拓扑超导体在体中拥有一个完全配对的带隙,且它所拥有的由Majorana费米子组成的无带隙的边缘或者表面态为拓扑量子计算的实现提供了一个新的途径和方法。这些拓扑材料已经在许多系统中理论地预测和实验地观测。本文主要对典型的一维拓扑绝缘体和超导体进行量子模拟和研究,具体研究内容如下:基于耦合腔阵列,研究衰减腔和增益腔的位置对非厄密耦合腔阵列中自发PT对称性破缺行为的影响。我们分别在叁种不同的情况下对系统的能谱及其拓扑非平凡和平凡区域的PT对称性进行了详细地分析和讨论。这叁种情况分别为衰减腔和增益腔位于系统的两端,位于系统的第二个和倒数第二个位置,以及交替地位于系统的每个位置。腔数目的奇偶性也被考虑用来检测所应用的非厄密项对于PT对称和PT非对称系统的影响。我们发现衰减腔和增益腔的位置对系统的自发PT对称性破缺行为存在显着的影响,并且在每种情况下系统均显示了新奇且可区分的自发PT对称性破缺行为。由于腔数目奇偶性的影响,非厄密项对于PT对称和PT非对称系统的影响在第一种情况下是不同的,然而在第二种情况下是相同的。基于带电的回音壁微腔阵列,模拟标准的Kitaev模型,并且揭示这个系统与标准Kitaev模型及其推广系统之间的紧密联系。此外,我们发现这个系统的拓扑特性深深依赖于有效的光力耦合强度。与在Majorana基矢下标准的Kitaev模型相比,在光力诱导的Kitaev拓扑非平凡相中,带电的回音壁微腔阵列新颖和独特的结构导致了可控制的光子声子边缘局域。此外,作为一个例子,我们也模拟了扩展的Kitaev模型,且该系统所拥有的两种拓扑不同的非平凡相能够实现更加灵活的可控制的光子声子边缘局域。这个系统提供了一个可选择的方法来模拟其它更复杂的与p波超导配对相联系的一维非相互作用无自旋拓扑模型。(本文来源于《延边大学》期刊2018-05-27）
邓明勋[4]（2018）在《拓扑系统中杂质散射效应的理论研究》一文中研究指出拓扑绝缘体具有与普通绝缘体一样的体能隙,同时在能隙中存在拓扑保护的边界态。边界态受时间反演对称性保护,其自旋和动量相互绑定形成螺旋或手征结构,因而对时间反演不变微扰具有很强的鲁棒性。拓扑绝缘体的独特性质使得它们在自旋电子学和拓扑量子计算中具有很大的应用前景。本文使用格林函数和线性响应理论对拓扑系统中的掺杂效应进行了理论研究,主要包括以下内容:在第一章中,我们首先简要地介绍了拓扑绝缘体的拓扑性质和发展过程,然后着重介绍了本文使用的方法:杂质散射理论和线性响应理论。对于掺杂系统,由于自能的引入,体系的本征问题一般不可严格求解。此时,传统的酒保公式不能很好地处理掺杂系统下的输运问题。在本章的第四节,我们从新的角度推导了Kubo-Streda公式,并将其推广到了有限频的情况。Kubo-Streda公式用格林函数表示,能够较好地处理杂质散射问题,因而在处理掺杂系统的拓扑输运问题中具有很大的优势。这种方法主要应用在本文的第四和第五章。在第二章中,利用格林函数的运动方程,我们研究了拓扑表面态和STM(扫描隧道显微镜)耦合的安德森杂质之间的相互作用。通过研究发现,当安德森杂质与STM耦合时,杂质和拓扑表面态之间的相互作用可以在拓扑表面诱导隧穿共振和近藤共振,并且,通过调节杂质能级,隧穿共振峰可以调到狄拉克点处,形成狄拉克点共振。当温度低于近藤温度时,通过调节STM的费米能,可以将近藤峰严格调到狄拉克点处,极大地增强狄拉克点共振。STM解耦合的安德森杂质则不能诱导狄拉克点共振,并且其近藤峰在狄拉克点处也是完全抑制的。在第叁章中,我们研究拓扑表面态的狄拉克电子在圆偏振光照射下对点状杂质的散射效应。由于拓扑表面态能谱被重组,狄拉克电子对非磁性杂质的背散射通道被打开,于是狄拉克电子自旋态密度在实空间呈现有趣的Friedel振荡。圆偏正光可以打开拓扑表面态的能隙,而杂质散射和光照效应之间的相互作用则在能隙内诱导束缚态,这些效应显着地改变狄拉克电子谱。除此之外,我们还详细讨论了不同机制(共振光和非共振光)下狄拉克电子杂质散射效应的特点。杂质散射对圆偏正光的参数非常敏感,因此,含时驱动提供了一种调制拓扑表面电子性质的可能性。在第四章中,我们研究有限浓度磁性杂质在拓扑绝缘体表面诱导的反常霍尔效应。研究发现,拓扑非平庸和拓扑平庸两种机制同时对霍尔电导有贡献。拓扑非平庸机制打开表面态的能隙,导致半整数量子化霍尔平台e2/2h的出现,而拓扑平庸机制通过能隙填充效应修正量子化霍尔平台。静电势虽然参与能隙填充过程,但是其本身不能导致反常霍尔电导的出现。然而,通过重整局域态的能量位置,它可以破坏霍尔电导的对称分布。在第五章中,我们研究了磁掺杂狄拉克半金属中的杂质散射效应。研究发现,由于时间反演对称性的破缺,一个狄拉克点可以分裂成一对外尔点,导致狄拉克半金属到外尔半金属的拓扑相变。两个外尔点之间的布里渊区截面的陈数是量子化的,于是,开放费米弧出现在表面布里渊区,将外尔点的投影连接起来。除了将外尔点分开,杂质散射还会引入一些局域态到体系中,从而修正贝利曲率和反常霍尔电导。虽然静电势与狄拉克半金属的拓扑相变无关,但是它可以通过重新分配局域态的能量位置修正贝利曲率和反常霍尔电导。在本文的最后一章,我们做了一个简单的总结和展望。(本文来源于《南京大学》期刊2018-05-01）
邓伟胤[5]（2017）在《低维拓扑系统中相变和输运性质研究》一文中研究指出拓扑绝缘体及由其衍生出的对称保护拓扑态是当前凝聚态物理的前沿领域,除了基础研究意义,它们在自旋电子学器件中可能有重要的应用前景。非平庸的体拓扑性质导致边界态等奇特性质,这些性质对材料参数的平缓变化不敏感,不易受到杂质和无序的影响。本论文主要研究若干低维拓扑体系的相变以及相关的输运性质。具体研究内容包括非绝热的拓扑自旋泵浦输运,二维Class-DⅢ超导体中由Zeeman场诱导的拓扑相变,由螺旋性边缘态导致的7rBerry相位干涉,以及由交流电场引起的交流量子自旋霍尔(QSH)效应。在第二章,基于Floquet散射理论,我们在一个严格可解模型上解析地研究了拓扑自旋泵浦输运。可定义Floquet自旋陈数来描述系统的非平庸体能带拓扑性质。它是绝热近似下自旋陈数的推广,可应用于任何周期性驱动的一维费米子系统。当泵浦频率所对应的能量小于能隙时,在泵浦区域只有Floquet衰减模式参与电子输运,自旋泵浦是拓扑的。在这个条件下,拓扑的自旋泵浦即使在时间反演对称性破缺时仍然是稳定的。当泵浦频率的能量大于能隙时,在泵浦区域有传播模式参与电子输运,泵浦的自旋流快速衰减,不再与能带的拓扑性质相关。在第叁章,我们研究了二维时间反演不变的拓扑超导体系中Zeeman场诱导的拓扑相变。基于自旋陈数理论,我们发现随着垂直系统平面方向Zeeman场的变化,系统显示出一系列拓扑相,包括类QSH相,陈数为C =-2、-1、1和2的类量子反常霍尔相以及拓扑平庸超导相。相变总是在BdG能隙关闭时发生。我们揭示了存在磁性无序时体波函数的非平庸拓扑性质仍然保持鲁棒性。二维纳米带的边缘态BdG能谱和自旋谱与自旋陈数表征的拓扑性质完全一致。另外,我们还研究了零偏压电导的基本性质,可以在实验上用来辨别各个不同的拓扑相。在第四章,我们研究了基于QSH边缘态回路中电子的相干输运。在QSH系统中,尽管导电的边缘态已经观测到,但还没有自旋和动量绑定特性确凿的证据。在我们的装置里,由于边缘态螺旋性特征,向前跨边散射会导致一个π自旋转动。两个连续的边际散射过程只能产生非平庸的2π或平庸的0自旋转动,这个可由Rashba自旋轨道耦合调控。非平庸自旋转动贡献一个7rBerry相位,在可探测的电导干涉图样里和平庸的情况相差一个π相移。我们的结果为边缘态螺旋特性提供了直接的证据。另外,我们的方案也提供了一个全电式控制的方案,来研究凝聚态物质里的轨迹依赖的自旋Berry相位。在第五章,我们研究了 QSH系统对交流电场的响应,并由此提出了交流QSH效应。直流的QSH效应输运依赖于对称性保护的边缘态,与此不同,基于Kubo线性响应理论,我们数值证明了交流QSH效应可以在体内产生,因此在时间反演对称破缺和无序下仍然稳定存在。然后基于散射矩阵理论,我们提出了低频下交流QSH效应的一个解析理论。交流QSH效应可以看作是一个体(bulk)量子泵浦效应。当电子自旋守恒时,量子化的交流自旋霍尔电导与反射矩阵的缠绕数关联,并等于QSH系统的体自旋陈数。因此,尽管直流和交流QSH效应在输运行为上有很大的不同,它们都起源于相同的体拓扑性质。另外,通过使用铁磁金属,我们建议了一个可能的实验方案来全电式探测拓扑的交流自旋流。(本文来源于《南京大学》期刊2017-05-01）
Min,Lu[6]（2017）在《一维和二维拓扑系统的无序研究》一文中研究指出In this thesis, I study the effect of randomness in 1-dimensional and 2-dimensional topo-logical system. In the 1-dimensional system, the topic is the effect of random partition on the entanglement spectrum of the spin-1 Afflect-Kennedy-Lieb-Tasaki chain. In the 2-dimensional system, I study the effect of random potential on the wave functions and tunneling amplitudes in the Laughlin fractional quantum Hall systems.In the first project, I extract the critical boundary theory of the spin-1 AKLT chain from its quantum entanglement information. The infinite randomness fixed point of the spin-1/2 degrees of freedom of the spin-1 AKLT chain can merge from extensive bipartition. The nested entanglement entropy of the ground state exhibits logarithmic scaling behavior, and its effective central charge c (?)ln2.In the second project, I study the tunneling amplitude of v= 1/3 Laughlin quasiholeon a disk at various disorder strength. From observing the overlap between ordered and disordered wave functions for both Laughlin ground state and quasihole state, we find it evolves to zero a critical disorder strength. Then we observe the ratio between tunneling amplitude of disordered and clean system for both Laughlin ground state and quasihole state, we find a scaling behavior of the ratio's asymptotic value in the thermodynamic limit. From this scaling relation, we extract the critical disorder strength that Laughlin FQH regime makes a phase transition into an insulator. Both of our results on the critical disorder strength value, from wave function overlap and tunneling amplitude,agree with each other and also with the result obtained from the topological Chern number approach.(本文来源于《浙江大学》期刊2017-04-20）
苗舰舰[7]（2017）在《准一维关联与拓扑系统的理论研究》一文中研究指出关联电子体系是凝聚态物理学中长盛不衰的问题,一维体系为研究电子关联提供了一个很好的平台。本论文研究两类一维电子关联体系,一类是叁能带Tomonaga-Luttinger液体,我们将讨论其在具有非常规超导电性的准一维铬基超导体的应用,另一类是相互作用Kitaev链,我们通过解析严格解与数值密度矩阵重整化群分析其相图与量子相变。本论文的第一部分,从叁能带Tomonaga-Luttinger液体的角度研究最近发现的准一维铬基超导体。我们先从一维的[(Cr3As3)2-]∞链出发,基于密度泛函理论的结果和分子轨道的概念,提出了叁带Hubbard模型。在连续极限下,我们采用玻色化的理论方法得到体系的低能有效理论,系统的(高温)正常态由叁能带Tomonaga-Luttinger液体描述。通过计算自旋关联函数,我们解释了实验上观测的自旋晶格弛豫率随温度的非整数幂律依赖关系。在低温下,我们用重整化群的理论方法探究Tomonaga-Luttinger液体的不稳定性,得到体系的相图,发现其中可能存在自旋叁态的超导不稳定性。最后我们考虑微弱的链间耦合,研究其对基态不稳定性的影响。本论文的第二部分,研究了相互作用Kitaev链模型。我们发现在对称点Δ = t和化学势μ = 0情况下可以得到相互作用Kitaev链的严格解。此严格解的区域包含了叁个不同的相:平庸超导、拓扑超导与电荷密度波态。通过两个Jordan-Wigner变换和一个自旋旋转,我们可以将这样一个对称模型映射成一个无相互作用费米模型,从而可以通过奇异值分解得到模型的严格解。基于严格解,我们研究了体系的基态性质,并发现了体系拓扑相与拓扑平庸相之间的对偶对称性。在此基础上我们还通过边缘关联函数研究了拓扑相与拓扑平庸相之间的量子相变。当参数偏离严格可解区域时,我们用密度矩阵重整化群的方法研究了一般参数情况下的相互作用Kitaev链,并给出了相应的相图。我们发现边缘关联函数只在拓扑超导态具有非零的值,有效地刻画了拓扑超导态中的拓扑序。通过计算拓扑超导态中的谱函数,我们研究了相互作用对Majorana零模的影响,发现相互作用会抑制Majorana零模在谱函数中的权重。并会改变连续谱的权重随频率依赖关系的指数,这在实验上可以通过遂穿电导进行验证。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-04-20）
高淑红,卢涛[8]（2016）在《关于子拓扑系统的一些性质研究》一文中研究指出基于子拓扑系统的定义进一步研究了它的一些相关性质,并且给出了若F为D的子拓扑系统,则有Spat(F)同胚于Spat(D)中的某个子拓扑系统.(本文来源于《洛阳理工学院学报(自然科学版)》期刊2016年01期）
周超琪[9]（2015）在《低维拓扑系统中自旋陈泵浦的研究》一文中研究指出传统的电子输运只涉及电子的电荷属性而忽略了其另一内禀自由度——自旋,这使半导体工业步入以自旋作为输运对象的新领域提供了契机和可能。对于自旋相关的输运,由于存在着许多实际可行的应用,在过去的几十年里,自旋电子学这一新兴领域已然引起众多科学家的关注。同时,在实际生产中,实现能够控制自旋并能形成稳定甚至淞子化的自旋流的元器件也已成为介观输运领域中极为重要的研究课题。早在上世纪八十年代,Thouless和Niu在有能隙的费米系统中提出了量子化的绝热电子泵浦,当系统周期性的静电势绝热地变化一个周期,系统就会泵浦整数个电子。自此以后,绝热量子泵浦的相关理论以及实验层出不穷。近些年来,低耗散甚至无耗散的自旋极化泵浦已经成为关注的焦点。实现绝热自旋泵浦的一种途径就是使系统的某些可控参量进行周期性地变化,从而实现自旋在绝缘体结构中的输运。这种自旋泵浦的方法已经在量子点结构中得以实现。另一种途径就是利用量子自旋霍尔效应以产生自旋流,由于系统的拓扑特性,这一自旋流可能是精确量子化的。基于后一种途径,Fu和Kane在弱耦合的极限下提出了Z2绝热自旋泵浦,他们考虑了一个一维紧束缚模型,当该系统的哈密顿量经过一个周期的绝热变化,定义的Z2泵浦函数表明在每一个变化周期中系统会泵浦有限但非量子化的自旋。正如陈数用以表征拓扑性的电荷泵浦,Z2泵浦用Z2指标来描述。这意味着Z2泵浦与量子自旋霍尔效应有着密切的联系并受时间反演对称性保护。然而,这一虚构的模型如何应用于实践仍不得而知,而且这一理论无法应用于时间反演对称性破缺的系统。此外,从应用的角度出发,将Z2泵浦的思想推广至高维度的系统是没有意义的。因此,当系统的时间反演对称性破缺时该系统的拓扑自旋泵浦是否仍然存在,这是一个值得深究的课题。幸运的是,基于自旋陈数的概念,既使系统的时间反演对称性被破坏,其体拓扑性质并未失真。在论文中,我们探究一个开放系统,系统模型与Fu和Kane于2006年提出的模型一致。在泵浦系统与电极间强耦合的情况下使用散射矩阵理论,我们发现此系统的自旋泵浦仍然存在并且不受磁性杂质的干扰。正因如此,这一自旋泵浦过程不再由Z2泵浦理论解释,即它与无能隙的边缘态不存在实质性的联系。换言之,这一自旋泵浦过程仅仅依赖于系统的体拓扑性质,即由自旋陈数描述。通常,我们称这一自旋泵浦为自旋陈泵浦,以区别于Z2泵浦。论文主要包括以下叁个部分在第一章中,简要介绍与本文相关的实验和理论背景,处理问题的理论方法以及文中所涉及的物理概念等。在第二章中,我们提出了一个一维的电子模型,其参数是时间的周期函数且随时间绝热地变化,当这些参数不断变化时该泵浦系统能持续地向电极泵浦自旋。通过傅里叶变换,我们发现该系统的能变谱结构存在能隙并且有一边缘态穿过这一能隙,这意味着这一系统是拓扑非平庸的。此外,通过定义自旋极化瓦尼尔函数,我们发现这一自旋泵浦过程是受自旋阵数所保护而不依赖于任何对称性,从而,在受到破坏时间反演对称性和自旋守恒的扰动时这一自旋泵浦过程仍是稳定的。同时,我们利用散射矩阵的方法计算系统的自旋泵浦函数,发现既使存在弱磁性杂质该系统每个周期泵浦的自旋仍是量子化的。最后,我们将本文提出的观点与以前的理论,如Z2泵浦理论,作了一下对比,并提出了在实验上直接观察自旋陈数的方法。在论文的最后一章,我们对论文做了一个总结并对未来的研究做了展望。(本文来源于《南京大学》期刊2015-05-10）
杨慧,姜广浩,肖璨[10]（2015）在《拓扑系统的相对分离性》一文中研究指出对拓扑系统的相对分离性进行初步探讨,得到若干新的结论。(本文来源于《模糊系统与数学》期刊2015年01期）
拓扑系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
优化电力电子装置的拓扑结构一直是电力电子学科中极其关键并富有活力的研究方向,对组合拓扑系统的研究是其中的重要组成部分。组合拓扑系统对现有的拓扑结构通过恰当的方式进行组合重构,以实现提升拓扑整体性能、扬长避短的目的。虽然组合拓扑系统会增加系统的复杂度,但其通常具有结构模块化、功率处理分散化、性能优化、冗余度高、易于扩展等优点,具有很高的研究和应用价值。H桥单元是组合拓扑系统中最重要的基本单元之一,能够独立实现DC/AC或AC/DC功率变换的功能,具有结构简单、通用性强、扩展潜力大等优势。本文以H桥单元作为组合拓扑系统研究的切入点,从拓扑结构、调制策略、系统效率、稳定运行条件、硬件设计等角度对基于H桥单元的组合拓扑系统进行了研究,提出了一些具有创新意义的观点和解决方案。级联H桥多电平变换器(CHB)是H桥单元在组合拓扑系统中最典型的应用之一。本文首先对CHB系统的拓扑结构、工作原理及调制方式进行了分析。其次,研究了 H桥状态切换策略在CHB系统中的应用,重点关注了由此导致的开关次数增加问题。针对这一问题,本文对各种H桥状态的切换情况进行了分析,总结了额外开关次数产生的原因,并提出了一种基于重合开关序列的H桥状态切换策略。该策略能够在不影响系统输出的前提下,完全避免H桥状态切换过程中额外开关次数的产生,以降低系统的开关损耗。最后,通过实验将本文的改进策略与传统的H桥状态切换策略进行了对比,验证了基于重合开关序列的H桥状态切换策略的可行性及有效性。混合型级联多电平组合拓扑系统是H桥单元在组合拓扑系统中的又一大类应用。本文提出了一种T2C-HB混合型级联多电平组合拓扑,并以此为例,对这类拓扑进行了分析讨论。首先介绍了 T2C-HB系统工作于七电平模式时的拓扑结构、工作原理、导通路径与开关序列。其次,理论推导了七电平T2C-HB系统的电容电压平衡条件,揭示了在SPWM调制下,只有当调制比小于等于0.82时,七电平T2C-HB系统才能对于任意功率因数的负载实现稳定工作。随后,在上述推导结论的基础上,采用导通路径选择+滞环控制的电容电压平衡方案对系统中的悬浮电容实现了稳压控制。为了扩展电容电压平衡条件,利用SVM方法对七电平T2C-HB系统进行调制,并提出了一种基于代价函数的电容电压平衡策略,配合SVM方法使用可以实现扩展电容电压平衡条件,提升直流电压利用率的效果。再次,在七电平T2C-HB系统研究的基础上,对T2C-HB系统的其余工作模式进行了讨论,总结了五电平模式、七电平模式与九电平模式叁种工作模式的优缺点。在直流电压利用率方面,分析了T2C-HB系统在五电平模式与七电平模式下的最大直流电压利用率,计算了其相对于两电平逆变器在直流电压利用率方面的提升幅度。最后,通过仿真和实验对七电平T2C-HB系统的运行情况进行了测试,以验证上述分析结果。针对H桥单元在DC/DC组合拓扑系统中的应用,本文重点研究了多有源桥(MAB)系统,提出了一种基于磁耦合的MAB拓扑。首先,对基于磁耦合的MAB拓扑进行了介绍,分析了其优势在于能够降低电路复杂程度、减少变压器副边端子数目及绕线用量,有助于减小隔离变压器体积并降低系统成本。其次,针对基于磁耦合的MAB系统,分析了其等效电路模型、工作原理及软开关条件。再次,针对变压器原边H桥单元电容电压不平衡的问题,提出了一种基于内移相角控制的电容电压平衡方案,并从理论上推导了内移相角与电容充放电状态之间的关系。该方案具有控制结构简单、易于扩展等优势,为解决电容电压平衡问题提供了一种新思路。最后,通过仿真和实验验证了基于磁耦合的MAB系统的可行性及电容电压平衡方案的有效性。本文以提升组合拓扑系统性能及实用价值为主要目的,针对由H桥单元参与构成的组合拓扑提出了一些改进方案与新的思路,对组合拓扑的研究工作起到了丰富与发展的作用。同时,本文所述的研究成果很多也可以用于由其他基本单元构成的组合拓扑系统,具有很强的通用性及可扩展性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
拓扑系统论文参考文献
[1].冯丹丹,吴洪博.拓扑系统中开远域及其应用[J].山东大学学报(理学版).2019
[2].虞汉阳.基于H桥单元的组合拓扑系统若干关键技术研究[D].浙江大学.2018
[3].行言.基于耦合腔阵列一维拓扑系统量子模拟的研究[D].延边大学.2018
[4].邓明勋.拓扑系统中杂质散射效应的理论研究[D].南京大学.2018
[5].邓伟胤.低维拓扑系统中相变和输运性质研究[D].南京大学.2017
[6].Min,Lu.一维和二维拓扑系统的无序研究[D].浙江大学.2017
[7].苗舰舰.准一维关联与拓扑系统的理论研究[D].浙江大学.2017
[8].高淑红,卢涛.关于子拓扑系统的一些性质研究[J].洛阳理工学院学报(自然科学版).2016
[9].周超琪.低维拓扑系统中自旋陈泵浦的研究[D].南京大学.2015
[10].杨慧,姜广浩,肖璨.拓扑系统的相对分离性[J].模糊系统与数学.2015
论文知识图
