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基于多FPGA的飞机电力系统多速率实时仿真算法

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基于多FPGA的飞机电力系统多速率实时仿真算法

第六届中国航空科学技术大会

作者：孙立荣彭泽宏郑先成戎颖菲沈阳飞机设计研究所机电系统部西北工业大学自动化学院

随着飞机电力系统电磁暂态仿真规模、仿真复杂度、仿真精度、纳秒级仿真等需求增长,多现场可编程门阵列(FPGA)硬件架构的联合共享资源的实时仿真平台是实现较大规模飞机电力系统的高精度实时仿真的重要途径。为解决多速率仿真步长不一... 详细信息

随着飞机电力系统电磁暂态仿真规模、仿真复杂度、仿真精度、纳秒级仿真等需求增长,多现场可编程门阵列(FPGA)硬件架构的联合共享资源的实时仿真平台是实现较大规模飞机电力系统的高精度实时仿真的重要途径。为解决多速率仿真步长不一致导致仿真精度下降的问题,提出了一种基于有理数倍插值理论的FPGA间多速率仿真接口算法,将快慢系统步长必须是整数倍关系拓展到有理数倍。在多FPGA实时仿真平台上以180 ns/70 ns混合仿真步长实时仿真了飞机电力系统中三级发电机带变压整流器子系统,并将仿真结果与Simulink离线仿真数据对比,相对误差在0.4%以内,验证了有理数倍插值算法的高仿真精度和数值稳定性。

关键词：多速率仿真实时仿真多FPGA 飞机电力系统

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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基于热模型的飞机电源电力系统鲁棒性仿真

飞机设计 2022年第2期42卷 45-49页

作者：徐芳芳李明睿杨爱民沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035 海军装备部某中心北京100071

目前世界飞行器的发展方向,日益趋向于节约能源,降低成本,提高系统效率。在这一趋势之下,飞机电力系统作为飞行器日益重要的组成部分,受到越来越多的关注。提出了一种基于热模型的飞机电源电力系统综合评估技术,建立了飞机电力系统各组... 详细信息

目前世界飞行器的发展方向,日益趋向于节约能源,降低成本,提高系统效率。在这一趋势之下,飞机电力系统作为飞行器日益重要的组成部分,受到越来越多的关注。提出了一种基于热模型的飞机电源电力系统综合评估技术,建立了飞机电力系统各组成部分的数学模型。采用AMESim软件,构建飞机电力系统的发电机、整流装置、锂电池模型,并进行仿真分析。通过分析仿真结果得出飞机电力系统的状态评估结果,结果表明,交流供电网络符合国军标标准,抗波动裕度为79.17%,鲁棒性满足要求。

关键词：飞机电力系统综合评估模型仿真 AMESim

多电飞机270 V高压直流电力系统小信号稳定性分析

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空军工程大学学报（自然科学版） 2021年第4期22卷 35-40页

作者：刘勇智聂恺于锦禄陈俊柏空军工程大学航空工程学院西安710038 空军工程大学研究生院西安710051

针对多电飞机电力系统直流侧滤波器等参数对应系统的稳定域难以确定、参数主要参与因子选取困难的问题,提出了基于特征值参与因子的方法,用dq变换法对飞机电力系统进行等效变换,据此建立系统的数学模型;使用泰勒一阶变换对模型进行处理... 详细信息

针对多电飞机电力系统直流侧滤波器等参数对应系统的稳定域难以确定、参数主要参与因子选取困难的问题,提出了基于特征值参与因子的方法,用dq变换法对飞机电力系统进行等效变换,据此建立系统的数学模型;使用泰勒一阶变换对模型进行处理得到小信号模型;通过特征值法对整个系统的稳定性进行分析。并通过其参与因子得到参数变化时稳定性变化趋势,确定系统稳定边界,预测不稳定点的位置。通过Matlab/Simulink建立系统仿真模型并进行仿真分析,结果表明,运用参与因子对电力系统进行稳定性分析,可以大幅缩短选取主导参数的时间,清晰、快速地显示了不同主导参数下系统的稳定域与失稳点。

关键词：飞机电力系统小扰动稳定性分析参与因子

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飞机电力模拟系统数据采集与稳定性分析

飞机电力模拟系统数据采集与稳定性分析

作者：屈俊超中国民航大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术的发展,使得多电飞机电力系统渐渐地取代其他能源系统成为飞机上次级能源系统,并且已经成为飞机电力系统发展的一种趋势。由于电力电子器件构成的恒功率负载存在的负阻抗特性会对飞机电力系统运行造成不稳定影响,所以... 详细信息

随着电力电子技术的发展,使得多电飞机电力系统渐渐地取代其他能源系统成为飞机上次级能源系统,并且已经成为飞机电力系统发展的一种趋势。由于电力电子器件构成的恒功率负载存在的负阻抗特性会对飞机电力系统运行造成不稳定影响,所以分析恒功率负载突加突卸以及传输线等参数变化引起的飞机电力系统稳定性问题有着重要意义。首先,基于dq坐标系建立飞机电力系统中带恒功率负载十二脉波变压整流电路的数学和物理模型,采用阻抗比稳定性分析方法分析负载功率变化和不同线路参数变化等因素对飞机电力系统稳定性的影响。其次,针对飞机电力系统不稳定问题,利用无源阻尼补偿和有源阻尼补偿两种策略对提高飞机电力系统稳定性进行研究。最后,完成飞机电力模拟系统稳定性实验平台中数据采集系统部分的设计与开发,并通过实验验证采集系统的有效性。仿真结果表明,针对确定的带恒功率负载十二脉波变压整流电路,其携带的恒功率负载需要被限制在一定的范围内,否则会导致系统出现不稳定情况。除此之外,传输线缆、变压整流器以及滤波器等结构参数变化也会对对系统稳定性有一定的影响,具体体现在电容、电阻增大和滤波电感减小可以提高系统稳定性。在系统稳定性补偿策略方面,通过增加直流侧滤波器和增加基于消除CPL路径方法的闭环控制回路,都可以在一定程度上提高系统的稳定性。

关键词：飞机电力系统恒功率负载阻抗比判据稳定性分析模拟实验平台

带恒功率负载的航空双向Buck-Boost三阶滑模控制

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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电力系统及其自动化学报 2016年第S1期28卷 157-162页

作者：刘国鉴车延博杨占刚杨立勋刘校坤天津大学教育部智能电网重点实验室天津300072 中国民航大学航空自动化学院天津300300 天津天高感应加热有限公司天津300384

为平抗航空电力系统中的恒功率负载的负阻抗特性影响,回收再利用恒功率负载的刹车制动能量,将机载单向DC/DC变换器改进为双向Buck-Boost结构。并针对双向Buck-Boost在传统的二阶滑模控制的基础上,提出其三阶滑模优化模型。在MATLAB中进... 详细信息

为平抗航空电力系统中的恒功率负载的负阻抗特性影响,回收再利用恒功率负载的刹车制动能量,将机载单向DC/DC变换器改进为双向Buck-Boost结构。并针对双向Buck-Boost在传统的二阶滑模控制的基础上,提出其三阶滑模优化模型。在MATLAB中进行仿真实验,分析结果表明改进后的双向Buck-Boost变换器采用三阶滑模控制方式,在大扰动发生时有效限制了负载电压、电流响应峰值,系统具有良好的鲁棒性和优异的抗扰动性能。此设计方案为飞机电力系统中带恒功率负载的DC/DC变换器实施新的改进优化控制提供了理论依据。

关键词：飞机电力系统 DC/DC变换器 Buck-Boost变换器恒功率负载三阶滑动模型

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飞机直流配电系统负载稳定性仿真研究

电源技术 2015年第12期39卷 2710-2713页

作者：石旭东徐玉磊马颖川屈俊超杨占刚中国民航大学航空自动化学院天津300300

针对多电飞机电力系统,建立基于负载变化的直流配电系统的模型。该模型包括发电及变压整流模块和直流-直流变换模块。研究分析直流供电系统块的电路拓扑结构,根据各模块负载不同特性设计反馈控制网络,优化控制飞机供电系统,提高飞机电... 详细信息

针对多电飞机电力系统,建立基于负载变化的直流配电系统的模型。该模型包括发电及变压整流模块和直流-直流变换模块。研究分析直流供电系统块的电路拓扑结构,根据各模块负载不同特性设计反馈控制网络,优化控制飞机供电系统,提高飞机电源供电质量。搭建飞机直流供电系统的仿真模型,获得各项电路性能参数。将仿真获得的电路参数与美国军方军用标准MIL-STD-704F对比,仿真模型参数符合MIL-STD-704F的要求。仿真结果验证了所提飞机直流配电系统模型的合理性。

关键词：飞机电力系统直流配电系统仿真负载特性

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飞机配电系统容错技术的设计研究

电子设计工程 2012年第24期20卷 137-138,142页

作者：姜忠山汝晓鹏聂宁海军航空工程学院 91599部队010分队

为了提升电力飞机配电系统电压供应品质,本论文利用重构控制理论来设计电压调节器用以有效的达到电压调节的目的。利用Dobson和Chiang提出的电力系统模型并假设在配电系统中电容器与变压器为有效的控制输入,在本论文提出了电压调节器设... 详细信息

为了提升电力飞机配电系统电压供应品质,本论文利用重构控制理论来设计电压调节器用以有效的达到电压调节的目的。利用Dobson和Chiang提出的电力系统模型并假设在配电系统中电容器与变压器为有效的控制输入,在本论文提出了电压调节器设计准则。更进一步我们以容错控制的观念来设计主动式及被动式容错控制律,使得飞机配电系统在控制器发生故障或异常情况时,依然可以达到电压调节的目的。

关键词：飞机电力系统配电系统容错控制电压调节