基于双绕组电励磁双凸极电机容错供电系统的研究

论文摘要

余度技术是提高航空电源系统可靠性的重要手段,电励磁双凸极电机独特的结构和优良性能,使得双绕组电励磁双凸极电机容错供电系统是高可靠性电源系统中较为理想的一种方案。[0]文中首先回顾了多绕组电机的发展历史,介绍了双绕组电励磁双凸极电机的结构、数学模型和静态特性,运用有限元仿真软件进行电机本体仿真,还介绍了调压器的发展历史和工作原理。然后介绍双绕组电励磁双凸极电机容错供电系统原理样机的硬件电路和软件设计流程。[0]接着针对双余度供电两种运行方式的局部开路故障和全局开路故障进行理论分析、仿真研究和实验验证。实验结果表明:由双绕组电励磁双凸机电机构成的余度供电系统具有良好的静、动态和容错供电性能,可以根据不同的应用场合选择不同的备份方式。本文最后介绍了运用MATLAB计算引擎的接口技术,在VC中调用双余度仿真MATLAB/SIMULINK模型,编制了容错供电的仿真界面,仿真界面简洁、美观。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 双凸极电机发展及研究现状
• 1.2 飞机供电系统和容错供电概况
• 1.3 课题研究背景及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 双绕组电励磁双凸极电机的结构及特性
• 2.1 多绕组电机的发展历史
• 2.2 双绕组电励磁双凸极电机的结构
• 2.3 双绕组电励磁双凸极电机的静态特性
• 2.4 双绕组电励磁双凸极电机发电运行的数学模型
• 2.5 双绕组电励磁双凸极电机发电工作原理
• 2.6 发电机电压调节器介绍
• 2.7 本章小结
• 第三章 双绕组电励磁双凸极电机容错供电系统的实现
• 3.1 系统原理框图
• 3.2 TM5320LF2407A 最小系统介绍
• 3.2.1 PLL 时钟电路
• 3.2.2 外扩 RAM 电路
• 3.2.3 电源管理电路
• 3.2.4 模数模块参考电源
• 3.2.5 I/O 口驱动电路及未用的I/O 引脚的处理
• 3.2.6 JTAG 仿真接口电路
• 3.3 检测电路
• 3.3.1 电流检测
• 3.3.2 电压检测
• 3.4 调理电路
• 3.5 驱动电路
• 3.6 余度管理电路
• 3.7 三相相电流不对称检测电路
• 3.7.1 精密绝对值检测电路
• 3.7.2 差分电路
• 3.7.3 比较电路
• 3.7.4 综合信号处理电路
• 3.8 控制系统的软件设计
• 3.8.1 DSP 软件程序编程和调试注意事项
• 3.8.2 调压器软件设计
• 3.9 本章小结
• 第四章 双绕组电励磁双凸极电机两种备份供电方式的研究
• 4.1 容错控制和故障诊断的方法
• 4.1.1 容错控制的方法
• 4.1.2 故障诊断的方法
• 4.2 双余度供电系统的故障模式分析
• 4.3 双余度容错供电系统热备份运行的研究
• 4.3.1 热备份全局开路故障－自容错运行
• 4.3.2 热备份局部开路故障－开路故障诊断与通道隔离
• 4.4 双余度容错供电系统冷备份运行的研究
• 4.4.1 冷备份全局开路故障-供电通道的转换
• 4.4.2 冷备份局部开路故障－系统自容错运行
• 4.5 本章小结
• 第五章 电励磁双凸极电机双余度供电系统仿真界面的开发
• 5.1 界面开发背景
• 5.2 MATLAB 接口方式
• 5.3 MATLAB 计算引擎介绍
• 5.4 VC++的MATLAB 调用的环境设置
• 5.5 Visual C++ 6.0 面向对象编程实现仿真界面的开发
• 5.5.1 电励磁双凸极电机双余度供电系统 MATLAB/SIMULINK 模型介绍
• 5.5.2 VC++面向对象编程
• 5.5.3 MATLAB 计算引擎编程
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 进一步工作设想
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间研究成果
• 在校期间所完成的科研项目