高可靠性航空永磁容错发电系统控制策略研究

发布时间：2017-09-18 03:34

  本文关键词：高可靠性航空永磁容错发电系统控制策略研究

  更多相关文章： 高可靠性 容错发电 三相四桥臂 故障识别 变载恒压 变速恒压 容错

【摘要】：随着多电/全电飞机发展,飞机的关键性负载逐渐变为电器类负载,因此,具有高可靠性的航空独立电源系统是飞机正常安全工作的前提。所谓高可靠性,是指当发电系统负载或转速发生变化时,甚至出现一相短路或断路故障时,仍能输出恒定直流电压值,维持用电设备正常工作。本文首先从电机本体结构、拓扑结构及控制策略三个方面分析比较目前各种容错技术的优缺点,提出采用三相四桥臂拓扑结构作为容错发电系统的主电路拓扑。分析永磁容错电机数学模型及发电系统能量转换关系,提出发电系统变载、变速恒压控制策略,并且通过分析空间电压矢量的分布情况,结合SVPWM调制策略实现容错恒压控制。在理论分析基础之上,利用仿真分析软件MATLAB建立发电控制系统仿真模型,对控制算法进行仿真分析验证。本文设计并搭建了基于三相四桥臂拓扑结构的永磁容错发电控制系统硬件实验平台,该实验平台主要包括控制电路及主功率电路,其中控制电路的核心采用TI公司的数字信号处理器TMS320F2812 DSP芯片,综合故障处理单元采用Lattice公司的CPLD-M4A5芯片,主功率电路的功率器件选用三菱公司的IPM模块。系统软件算法设计采用C语言,主要包括故障识别、正常态及故障态控制算法程序等。在软硬件兼具的基础上,对整个永磁容错发电控制系统进行软硬件联调。通过实验,验证了高可靠性永磁容错发电控制系统变载恒压、变速恒压及容错恒压控制策略的可行性及有效性。
【关键词】：高可靠性 容错发电 三相四桥臂 故障识别 变载恒压 变速恒压 容错
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 注释表13-14
• 第一章 绪论14-25
• 1.1 课题背景及意义14-17
• 1.1.1 多电/全电飞机发展概述14-15
• 1.1.2 航空电源系统发展概况15-16
• 1.1.3 课题的研究意义16-17
• 1.2 容错技术的国内外研究现状17-22
• 1.2.1 容错电机本体的研究17-18
• 1.2.2 容错拓扑结构的研究18-20
• 1.2.3 容错控制策略的研究20-22
• 1.3 容错发电控制系统介绍22-23
• 1.3.1 容错发电系统与调速系统比较22
• 1.3.2 容错发电控制系统的研究现状22-23
• 1.4 本文主要研究内容与结构安排23-25
• 第二章 三相四桥臂的永磁容错发电系统的控制策略25-42
• 2.1 引言25
• 2.2 三相四桥臂永磁容错发电系统概述25-30
• 2.2.1 永磁容错电机数学模型25-26
• 2.2.2 三相静止坐标系下数学模型26-27
• 2.2.3 两相旋转坐标系下数学模型27-29
• 2.2.4 三相四桥臂变换器29-30
• 2.3 正常态变载变速恒压控制策略30-35
• 2.3.1 传统调磁调压法30-31
• 2.3.2 有功、无功分量解耦调压法31-35
• 2.4 系统故障诊断与处理35-37
• 2.4.1 单相断路故障35-36
• 2.4.2 单相短路故障36-37
• 2.5 故障态永磁容错发电系统控制策略37-41
• 2.5.1 正常态电压矢量分布37-39
• 2.5.2 故障态电压矢量分布39-40
• 2.5.3 坐标变换矩阵重构40-41
• 2.6 本章总结41-42
• 第三章 永磁容错发电控制系统仿真分析42-55
• 3.1 引言42
• 3.2 永磁容错发电控制系统建模42-43
• 3.3 正常态仿真分析43-50
• 3.3.1 变载恒压仿真43-47
• 3.3.2 变速恒压仿真47-50
• 3.4 故障态仿真分析50-54
• 3.4.1 一相断路仿真50-52
• 3.4.2 一相短路仿真52-54
• 3.5 本章总结54-55
• 第四章 永磁容错发电控制系统实验55-60
• 4.1 实验条件55
• 4.2 正常态实验验证55-57
• 4.2.1 变载恒压实验55-56
• 4.2.2 变速恒压实验56-57
• 4.3 故障态实验验证57-59
• 4.3.1 一相断路实验57-58
• 4.3.2 一相短路实验58-59
• 4.4 本章总结59-60
• 第五章 控制系统硬件平台及软件算法设计60-76
• 5.1 引言60
• 5.2 硬件电路系统构成60-61
• 5.3 控制板设计61-66
• 5.3.1 DSP最小系统设计61-64
• 5.3.2 旋变解码电路设计64-65
• 5.3.3 AD调理电路设计65-66
• 5.4 功率板设计66-69
• 5.4.1 主功率电路66-68
• 5.4.2 电流采样电路68
• 5.4.3 电压采样电路68-69
• 5.4.4 光耦隔离驱动电路69
• 5.5 软件设计69-74
• 5.5.1 DSP软件设计69-72
• 5.5.2 CPLD软件设计72-74
• 5.6 本章总结74-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 全文工作总结76-77
• 6.2 进一步工作展望77-78
• 参考文献78-83
• 致谢83-84
• 在学期间发表的学术论文及研究成果84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李杨;游步新;赵世华;;并联变换器均流控制策略研究[J];电子技术应用;2010年03期

2 李鹏;黄越辉;许晓艳;刘德伟;马烁;;风光储联合发电系统调频控制策略研究[J];华东电力;2013年01期

3 杜洪涛;展慧燕;程兴防;;基于“工程创优”理念的电力工程管理控制策略研究[J];科技创新与应用;2013年26期

4 刘然;孙建忠;罗亚琴;孙伟;;多电机滑模环形耦合同步控制策略研究[J];中国机械工程;2010年22期

5 陈国振;陈利萍;刘侠;陆锦生;;无刷双馈风力发电控制策略研究[J];变频器世界;2011年07期

6 于水;;双馈风力发电系统最大风能控制策略研究[J];中国电力教育;2013年29期

7 王洪荣;王永富;欧祖方;;SCR控制策略研究[J];汽车工程学报;2011年04期

8 高锋;;双PWM一体化控制策略研究[J];中国科技信息;2012年13期

9 何汀;杨晨;谢少军;;Boost-Buck光伏接口变换器控制策略研究[J];电力电子技术;2013年06期

10 荆龙;黄杏;吴学智;;改进型微源下垂控制策略研究[J];电工技术学报;2014年02期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 凌莉;陶成刚;;土地混合使用开发控制策略研究[A];多元与包容——2012中国城市规划年会论文集(13.城市规划管理)[C];2012年

2 关维德;黄小庆;邓名高;陈岗;金维宇;;有源电力滤波器分频控制策略研究[A];第二届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2011年

3 关维德;黄小庆;邓名高;陈岗;金维宇;;有源电力滤波器分频控制策略研究[A];第二届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2011年

4 陈克安;尹雪飞;;自适应声学结构控制策略研究[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年

5 朱北恒;尹峰;孙耘;孙长生;范菁;张永军;;大机组热工典型控制策略研究[A];2008中国可持续发展论坛论文集（3）[C];2008年

6 吴敏青;;上海石化电网稳控控制策略研究与工程实践[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

7 王俊;林伟;刘娆;李卫东;;一种改进型CPS控制策略研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（上册）[C];2008年

8 黄泳均;李明娟;林飞;游小杰;郑琼林;;电网电压不平衡下三相VSR的控制策略研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

9 李芳;王景刚;刘金荣;;辅助冷却复合式地源热泵控制策略研究[A];制冷空调新技术进展——第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 杨娟;异构环境中的PE资源控制策略研究[D];西南大学;2007年

2 孙晓静;飞轮电池控制策略研究及其应用[D];兰州理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 董世钊;有源电力滤波器的控制策略研究[D];西南交通大学;2015年

2 梁俊燕;风光储联合发电系统及其控制策略研究[D];河南师范大学;2015年

3 王建波;大规模风电接入电网的有功安全校正控制策略研究[D];华北电力大学;2015年

4 曲东昌;直流纳网控制策略研究[D];浙江大学;2016年

5 王广江;高可靠性模块化串联系统输入均压控制策略研究[D];东南大学;2015年

6 唐大宇;基于临界速度的改扩建高速公路特殊路段运行控制策略研究[D];长安大学;2016年

7 邓华;混合动力专用发动机搭载及控制策略研究[D];湖南大学;2016年

8 李欣洁;高可靠性航空永磁容错发电系统控制策略研究[D];南京航空航天大学;2015年

9 彭佳;聚合物热压系统的温度控制策略研究[D];大连理工大学;2007年

10 宋英博;混合导引小车控制策略研究[D];湖南大学;2014年

，

本文编号：873170