本文關(guān)鍵詞：高可靠性航空永磁容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究

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【摘要】：隨著多電/全電飛機(jī)發(fā)展,飛機(jī)的關(guān)鍵性負(fù)載逐漸變?yōu)殡娖黝愗?fù)載,因此,具有高可靠性的航空獨(dú)立電源系統(tǒng)是飛機(jī)正常安全工作的前提。所謂高可靠性,是指當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)負(fù)載或轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí),甚至出現(xiàn)一相短路或斷路故障時(shí),仍能輸出恒定直流電壓值,維持用電設(shè)備正常工作。本文首先從電機(jī)本體結(jié)構(gòu)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略三個(gè)方面分析比較目前各種容錯(cuò)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),提出采用三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)的主電路拓?fù)�。分析永磁容錯(cuò)電機(jī)數(shù)學(xué)模型及發(fā)電系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換關(guān)系,提出發(fā)電系統(tǒng)變載、變速恒壓控制策略,并且通過分析空間電壓矢量的分布情況,結(jié)合SVPWM調(diào)制策略實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)恒壓控制。在理論分析基礎(chǔ)之上,利用仿真分析軟件MATLAB建立發(fā)電控制系統(tǒng)仿真模型,對(duì)控制算法進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證。本文設(shè)計(jì)并搭建了基于三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的永磁容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括控制電路及主功率電路,其中控制電路的核心采用TI公司的數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812 DSP芯片,綜合故障處理單元采用Lattice公司的CPLD-M4A5芯片,主功率電路的功率器件選用三菱公司的IPM模塊。系統(tǒng)軟件算法設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言,主要包括故障識(shí)別、正常態(tài)及故障態(tài)控制算法程序等。在軟硬件兼具的基礎(chǔ)上,對(duì)整個(gè)永磁容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。通過實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了高可靠性永磁容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)變載恒壓、變速恒壓及容錯(cuò)恒壓控制策略的可行性及有效性。
【關(guān)鍵詞】：高可靠性 容錯(cuò)發(fā)電 三相四橋臂 故障識(shí)別 變載恒壓 變速恒壓 容錯(cuò)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-25
• 1.1 課題背景及意義14-17
• 1.1.1 多電/全電飛機(jī)發(fā)展概述14-15
• 1.1.2 航空電源系統(tǒng)發(fā)展概況15-16
• 1.1.3 課題的研究意義16-17
• 1.2 容錯(cuò)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-22
• 1.2.1 容錯(cuò)電機(jī)本體的研究17-18
• 1.2.2 容錯(cuò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究18-20
• 1.2.3 容錯(cuò)控制策略的研究20-22
• 1.3 容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)介紹22-23
• 1.3.1 容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)比較22
• 1.3.2 容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排23-25
• 第二章 三相四橋臂的永磁容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略25-42
• 2.1 引言25
• 2.2 三相四橋臂永磁容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)概述25-30
• 2.2.1 永磁容錯(cuò)電機(jī)數(shù)學(xué)模型25-26
• 2.2.2 三相靜止坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.2.3 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型27-29
• 2.2.4 三相四橋臂變換器29-30
• 2.3 正常態(tài)變載變速恒壓控制策略30-35
• 2.3.1 傳統(tǒng)調(diào)磁調(diào)壓法30-31
• 2.3.2 有功、無功分量解耦調(diào)壓法31-35
• 2.4 系統(tǒng)故障診斷與處理35-37
• 2.4.1 單相斷路故障35-36
• 2.4.2 單相短路故障36-37
• 2.5 故障態(tài)永磁容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)控制策略37-41
• 2.5.1 正常態(tài)電壓矢量分布37-39
• 2.5.2 故障態(tài)電壓矢量分布39-40
• 2.5.3 坐標(biāo)變換矩陣重構(gòu)40-41
• 2.6 本章總結(jié)41-42
• 第三章 永磁容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)仿真分析42-55
• 3.1 引言42
• 3.2 永磁容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)建模42-43
• 3.3 正常態(tài)仿真分析43-50
• 3.3.1 變載恒壓仿真43-47
• 3.3.2 變速恒壓仿真47-50
• 3.4 故障態(tài)仿真分析50-54
• 3.4.1 一相斷路仿真50-52
• 3.4.2 一相短路仿真52-54
• 3.5 本章總結(jié)54-55
• 第四章 永磁容錯(cuò)發(fā)電控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)55-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)條件55
• 4.2 正常態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-57
• 4.2.1 變載恒壓實(shí)驗(yàn)55-56
• 4.2.2 變速恒壓實(shí)驗(yàn)56-57
• 4.3 故障態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證57-59
• 4.3.1 一相斷路實(shí)驗(yàn)57-58
• 4.3.2 一相短路實(shí)驗(yàn)58-59
• 4.4 本章總結(jié)59-60
• 第五章 控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)及軟件算法設(shè)計(jì)60-76
• 5.1 引言60
• 5.2 硬件電路系統(tǒng)構(gòu)成60-61
• 5.3 控制板設(shè)計(jì)61-66
• 5.3.1 DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)61-64
• 5.3.2 旋變解碼電路設(shè)計(jì)64-65
• 5.3.3 AD調(diào)理電路設(shè)計(jì)65-66
• 5.4 功率板設(shè)計(jì)66-69
• 5.4.1 主功率電路66-68
• 5.4.2 電流采樣電路68
• 5.4.3 電壓采樣電路68-69
• 5.4.4 光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路69
• 5.5 軟件設(shè)計(jì)69-74
• 5.5.1 DSP軟件設(shè)計(jì)69-72
• 5.5.2 CPLD軟件設(shè)計(jì)72-74
• 5.6 本章總結(jié)74-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 全文工作總結(jié)76-77
• 6.2 進(jìn)一步工作展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 致謝83-84
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果84

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