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1、中圖分類號(hào)：TM351論文編號(hào)：102870315-S068學(xué)科分類號(hào)：080801碩士學(xué)位論文高可靠性航空永磁容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究研究生姓名李欣潔學(xué)科、專業(yè)電機(jī)與電器研究方向電機(jī)控制指導(dǎo)教師郭健副教授南京航空航天大學(xué)研究生院自動(dòng)化學(xué)院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationResearchonControlStrategiesofAviationFaultTolerantGenerationSystemwit
2、hHighReliabilityAThesisinElectricalEngineeringbyLiXinjieAdvisedbyProf.GuoJianSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承諾書本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和
3、集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著多電/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
4、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TMS3
5、20F2812DSP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)I高可靠性航空永磁容錯(cuò)發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究AbstractWiththedevelopmentofmore
6、-electricandall-electricaircraft,theelectricalloadsarebecomingkeyloadsoftheaircraft.Thus,theaviationindependentpowersupplywithhighreliabilityisthepremiseoftheaircraftsafety.ThehighreliabilitymeansthattheoutputDCvoltageremainsconstantwhentheloadsorspeedchangesevenwhenonephaseof
7、thegeneratorisopencircuitorshortcircuit.Sothattheelectricalequipmentcanoperatenormally.Firstly,thethree-phasefour-legtopologyisproposedasthemaincircuittopologyofthefaulttolerantgeneratorsystembycomparingtheadvantagesanddisadvantagesofpresentvariousfaulttoleranttechnologies.The
8、controlstrategyofthegenerationsystemtoremainoutputDCvoltageco
