航空直流起动发电机控制器技术研究

论文摘要

低压直流电源简单可靠,易于实现起动/发电,通过并联,还可以将小功率的电源组合成大功率的电源系统。低压直流电源系统在现役的中、小型飞机上有着广泛的应用。本文首先介绍了基于单片机的低压直流起动/发电控制系统的总体结构,对起动系统的功能要求、起动过程及起动控制方法进行了分析。根据系统的功能要求,完成了控制系统的软硬件设计。其中,硬件设计主要包括模拟电路电压调节板和集成了输入输出接口的微机板等,软件则主要实现了系统的控制、保护和通讯功能。实验结果表明,低压直流输出稳定,调节器性能良好,微机板工作正常。其次,为解决负载电流的均分问题,提出了最大值均流法作为发电机并联工作时的控制方案,并运用MATLAB仿真软件对直流发电机并联系统进行了建模和仿真分析。仿真结果验证了基于最大值均流法的均流控制方案在直流发电机并联工作时的有效性和合理性。在此基础上,采用均流控制芯片UC3907设计了均流控制电路。近年来数字控制技术得到迅速发展,飞机上的飞行控制系统、火力控制系统等都实现了数字化控制,飞机发电机控制的数字化也是发展的必然趋势。本文采用TI公司的TMS320F2812型数字信号处理器,设计了数字调压系统的软硬件结构。硬件部分包括控制电路各主要功能模块及外围辅助电路的设计,软件采用C语言编写,给出了系统流程图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 飞机电源系统概述
• 1.2 课题研究背景及意义
• 1.2.1 调压器的发展
• 1.2.2 低压直流电源系统
• 1.2.3 课题研究意义
• 1.3 课题研究内容
• 第二章 基于单片机的直流起动/发电控制系统的设计与实现
• 2.1 起动/发电控制系统的总体结构及起动性能分析
• 2.1.1 起动/发电系统总体结构
• 2.1.2 起动系统的功能要求
• 2.1.3 起动控制方法
• 2.1.4 发动机起动过程分析
• 2.2 微机板的硬件设计
• 2.2.1 硬件组成概述
• 2.2.2 单片机简介及外围电路
• 2.2.3 信号检测及调理电路
• 2.2.4 输出驱动电路
• 2.2.5 422 通讯
• 2.3 调节板的硬件设计
• 2.3.1 硬件组成概述
• 2.3.2 调压器工作原理
• 2.3.3 调节板电路设计与分析
• 2.4 电源板
• 2.5 控制器软件设计
• 2.5.1 软件功能
• 2.5.2 软件流程
• 2.6 本章小节
• 第三章 直流发电机并联运行时的仿真分析及均流电路设计
• 3.1 并联均流介绍
• 3.1.1 并联的基本要求
• 3.1.2 并联的基本原理
• 3.2 常用均流方法介绍
• 3.2.1 内阻法
• 3.2.2 主从控制法
• 3.2.3 外接控制器法
• 3.2.4 平均电流自动均流法
• 3.2.5 最大电流自动均流法
• 3.3 均流控制方案
• 3.4 电机并联系统的建模与仿真
• 3.4.1 系统描述
• 3.4.2 子模块说明
• 3.4.3 仿真结果及分析
• 3.5 均流控制单元设计
• 3.5.1 集成控制芯片UC3907
• 3.5.2 均流控制电路设计
• 3.5.3 有均流控制电路的发电机工作情况分析
• 3.5.4 均流控制电路实验
• 3.6 本章小结
• 第四章 直流起动/发电控制系统的实验与分析
• 4.1 系统参数及实验条件
• 4.2 发电机特性测试
• 4.3 发电实验
• 4.4 控制保护功能实验
• 4.5 本章小节
• 第五章基于DSP 的直流发电机控制器设计技术研究
• 5.1 系统结构及基本功能要求
• 5.1.1 数字调压器总体结构
• 5.1.2 发电系统的功能要求
• 5.2 全数字控制方法
• 5.2.1 模拟与数字控制比较
• 5.5.2 全数字控制
• 5.3 数字控制器硬件设计
• 5.3.1 硬件组成概述
• 5.3.2 DSP 主电路及外围电路设计
• 5.3.3 信号检测及调理电路设计
• 5.3.4 驱动电路设计
• 5.4 数字控制器软件设计
• 5.4.1 系统软件功能要求
• 5.4.2 软件流程图
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 后续研究工作展望
• 6.3 研究生期间其他研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生期间发表的学术论文及研究成果
• 硕士研究生期间在校获奖情况
• 附录