航空发电机实时仿真系统的设计与研究

论文摘要

飞机电源系统是关系着飞机安全的重要设备,而航空发电机又是电源系统的核心组成部分。由于不允许对航空发电机直接进行故障模拟测试。这极大地限制了对航空发电机的故障预测。为此,本文研究一种航空发电机的实时仿真系统。用计算机控制逆变器的方式来模拟航空发电机的真实工作特性。本课题对航空发电机的故障预测,有效地提早处理故障具有重大意义。本文首先研究目前比较流行的实时仿真方案。对其进行比较分析,在确保实时性的基础上,选择了基于XPC目标的实时仿真方案,然后分析了变速恒频电源系统。在SIMULINK下建立了GCU控制发电机励磁的航空发电机系统仿真模型。并对该模型进行仿真分析。接着设计了航空发电机实时仿真系统结构。建立发电机系统的仿真验证模型。并验证此方案的正确性和有效性。最后,分析实时仿真系统的工作原理,构建基于XPC目标的航空发电机实时仿真系统,利用RTW实时工具生成可以在XPC目标机系统上运行的实时仿真模型。并且把实时代码下载到目标机上。此方案充分利用了XPC目标可以构建实时目标环境的能力和RTW自动生成实时目标代码的功能。为航空发电机的实时仿真提供了高性价比的开发平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 航空发电机实时仿真目的和意义
• 1.3 电机实时仿真技术的国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 实时仿真方案设计
• 2.1 仿真系统
• 2.1.1 仿真系统的要素
• 2.1.2 仿真系统的分类
• 2.2 实时仿真
• 2.2.1 半实物仿真的定义
• 2.2.2 半实物仿真的特点
• 2.2.3 半实物仿真系统组成
• 2.3 实时仿真平台的分析
• 2.3.1 实时仿真软件的选择
• 2.3.2 实时仿真工具的选择
• 2.4 本章小结
• 第三章 航空发电机系统的建模与仿真
• 3.1 飞机电源系统组成
• 3.2 飞机电源系统主要类型
• 3.3 变速恒频电源系统
• 3.3.1 变速恒频电源的构成
• 3.3.2 变速恒频电源的特点
• 3.4 发电机控制组件
• 3.4.1 发电机控制组件的结构
• 3.4.2 发电机控制组件的功能
• 3.5 三级无刷航空发电机
• 3.5.1 航空同步发电机的介绍
• 3.5.2 三级无刷航空发电机工作原理
• 3.6 发电机系统的建模与仿真分析
• 3.6.1 GCU建模
• 3.6.2 系统仿真分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 系统仿真验证
• 4.1 航空发电机实时仿真系统结构
• 4.1.1 系统结构设计
• 4.1.2 控制器的选择
• 4.1.3 系统说明
• 4.2 数学模型的建立
• 4.2.1 Park变换
• 4.2.2 主发电机的运动方程
• 4.3 主发SIMULINK仿真模型
• 4.4 系统验证模型
• 4.4.1 系统验证模型建立
• 4.4.2 LC滤波模型建立
• 4.4.3 滞环回路控制模型建立
• 4.5 验证结果与分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 实时仿真系统
• 5.1 实时仿真系统工作原理
• 5.1.1 RTW代码生成原理
• 5.1.2 外部模式
• 5.2 基于XPC的实时仿真系统
• 5.3 构建XPC实时仿真系统
• 5.3.1 宿主机目标机环境
• 5.3.2 I/O设备
• 5.3.3 制作目标引导盘
• 5.4 实时算法分析
• 5.5 发电机实时仿真系统构建
• 5.5.1 实时仿真模型构建
• 5.5.2 实时目标下载测试
• 5.6 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文