基于Dymola软件及Modelica语言的飞机供电系统建模与仿真

飞机供电系统的布局设计与控制逻辑是飞机系统设计的重要环节,且其对系统的可靠性、容错供电和余度等特性具有一定影响;对飞机电源系统进行仿真建模研究,在支持各种物理系统建模的Dymola平台下搭建了数字仿真模型,包括交流发电机、变压整流器、电源系统接触器和过欠压、过欠频检测模块等部件模型,并利用各个部件模型搭建了供电系统模型,同时利用Modelica语言完成系统逻辑设计,对整个系统进行仿真;数字仿真结果表明电源系统模型基本能够完成自动配电、自动隔离故障,达到设计要求,为飞机系统设计提供了理论支持。     

基于Flowmaster的飞机燃油供油系统仿真研究

飞机燃油系统作为飞机不可或缺的功能和保障系统,对飞机的安全性有着重大的影响.针对飞机燃油供油系统的故障诊断问题,利用流体仿真软件Flowmaster建立了供油系统模型;仿真了飞机燃油系统增压泵供油、交输供油、重力供油的工作情况;分析了飞机燃油供油系统的故障模式,仿真了在几种典型故障模型下的工作情况,并对仿真结果进行了分析;结果表明利用Flowmaster所建立的供油系统模型能有效地仿真飞机燃油系统正常与故障工作情况,为飞机燃油系统的故障诊断打下了基础.     

基于双发大功率高压直流供电系统仿真验证

供电系统是直升机的核心组成部分之一,为所有机载设备提供电能,以保证直升机能够安全稳定的飞行并完成指定任务。随着直升机上的各种电子设备日益增多,直升机上的用电量急剧增加,对直升机供电系统的容量提出了更高的要求。270V高压直流供电系统具有重量轻、体积小、能量转换效率高、可靠性高、可维护性好、全周期费用低和供电性能优异等优势,并且能实现余度与不间断供电,成为先进直升机供电系统的重要发展方向。本文提出一种高压直流供电系统构型,设定其控制策略及供电逻辑,并进一步搭建高压直流供电系统仿真模型,分析供电系统的故障和运行状态,对供电系统发生故障情况下进行故障保护仿真验证。     

飞机三级式发电系统建模与仿真

在飞机电源系统的优化设计中,飞机发电系统为机载用电设备正常工作提供条件,而在负载发生突变情况下能否快速做出反应以保证供电质量和可靠性能,直接影响到飞机的性能.为保证可靠性,分析了飞机三级发电系统组成结构和工作原理,建立飞机发电系统仿真模型的基础上,设计了用于调节电能质量的控制器——调压器,在MATLAB/Simulink环境下建立整个系统的模型,并对飞机发电系统部分进行动态仿真.仿真结果表明,能较真实的反应飞机电源系统的动、静态性能,证明所建立的模型是正确的,采用的方法是可行的,为飞机电源系统的设计提供有效的研究手段与参考依据.     

基于LabVIEW的汇流条功率控制器测试系统设计

汇流条功率控制器(BPCU)是飞机交/直流供电系统的重要组成部分。为了判断BPCU是否满足控制要求,需要模拟飞机交/直流供电系统的各种运行状态,并检测BPCU在相应状态下对供电系统的控制指标是否达到要求。针对这些特点,设计了基于LabVIEW的测试试验系统。系统能同时监测供电系统各汇流条参数值、开关量状态,并且与下位机组成以太网,实现基于TCP协议的自动和手动两种操作方式将多种故障指令发送给下位机,模拟飞机供电系统各种故障状态,并测试各汇流条和接触器的保护、转换时间等与BPCU相关的性能指标,实现了测试实验自动化。调试实验充分说明,本测试系统功能全面、稳定可靠,系统设计方案合理,能够满足测试实验需求。     

飞机电缆跨转接头故障建模与诊断

构建飞机电缆系统复杂的跨多转接头结构,建立了飞机电缆跨转接头断路故障数学模型及相应的仿真模型,利用时域反射法计算与分析飞机电缆跨一个和多个转接头时特性阻抗及反射系数的变换规律,仿真研究飞机电缆断路故障时窄延脉冲波形跨一个和多个转接头下波形反射及透射情况,通过工控机硬件平台及LabVIEW软件搭建飞机电缆跨转接头故障诊断系统.实验结果表明:仿真模型在飞机电缆断路故障多个跨转接头时具有可扩展性,波形辨识度高,在高采样率硬件平台中可以实现飞机电缆跨转接头故障诊断及定位.     

串级式航空无刷双馈交流发电系统仿真研究

随着多电/全电飞机概念的提出以及机上用电设备的增加,对飞机供电系统电能容量与质量提出了更高的要求.传统三级式同步发电机采用恒速传动装置,不但增加了机载重量,而且发电机容量不能做到很大.为解决优化问题,提出一种串级式航空无刷双馈变速恒频交流发电机,在减少飞机重量的同时可满足对发电机大容量的要求;在对串级式无刷双馈发电机组成和工作原理研究分析的基础上,结合矢量控制算法在Matlab/simulink环境下建立其仿真模型并进行了仿真研究.结果表明:系统运行具有良好的动态特性;所建立的模型是正确的,所采用的方法是可行的.     

Redhawk平台下飞机制动系统仿真研究

飞机制动系统的半物理仿真研究是提高飞机总体设计极为重要和有效的环节之一.以Redhawk并行仿真计算机为硬件平台,将刹车控制单元和液压模拟系统作为实物模型,在先进的SimulationWorkbench(SWB)仿真环境下对飞机制动系统进行了半物理仿真研究.经仿真测试,该仿真系统设计合理、有效,能够满足飞机防滑制动系统性能的要求.该系统对构建高性能飞机防滑制动系统的研究具有工程实际意义.     

开关磁阻发电机系统的故障仿真研究

开关磁阻发电机(SRG)系统出现各种故障模式,为研究多电飞机开关磁阻发电系统的容错性能,建立了关于开关磁阻发电机系统的仿真模型,通过对所建模型施加不同的故障条件,研究了系统在功率变换器故障、负载故障、原动机转速异常、电枢绕组开路、短路等故障下的电压、电流输出波形,仿真了故障运行机理,并对其中的破坏性故障进行了规避处理。研究结果表明,开关磁阻发电系统具有较高的容错性能,适合应用于多电飞机主电源系统。所采用的故障通过建模分析方法也为开关磁阻发电系统的故障诊断和容错研究提供了一定参考。     

某型导弹自检故障建模与仿真

某型导弹组件较多、构成复杂、故障模式极多,属于科技密集型复杂系统;为了达到缩短维修时间、提高维修效率的目的,需要通过计算机仿真的方式训练部队基层维修人员及工程测试人员;这一目的的实现需要首先建立一套全面、真实的故障仿真系统;通过对故障模式的分析及建模,完成了故障模型在系统仿真模型中的引入工作,从而得到了一套仿真训练系统,并在该训练系统中进行了故障的仿真复现;从复现结果来看,该套仿真训练系统能够真实的反映产品在故障模式下的实际响应;文中描述的故障仿真系统属首次在导弹类复杂武器系统的维修训练中投入使用,在国内处于领先地位,具有较高的应用推广价值。     

基于DSP的航空电源BIT系统研究与设计

随着航空技术的发展,大量机载设备特别是航空仪器仪表与传动系统采用电能驱动,航空电源在现代飞行器中的作用愈发重要。作为飞机发电机与机载用电设备之间的电力枢纽,飞机二次电源的可靠性对于维持用电设备的稳定运行具有重要的意义。应用BIT技术可以实现对飞机二次电源运行状态的实时监控,然而虚警问题对BIT技术的应用造成了很大的困扰。针对某型飞机二次电源采用合理的硬件设计结合有效的检测算法可以显著改善BIT系统的虚警率,这就使操作人员能够准确掌握飞机二次电源的工作状态,及时的发现问题、减少损失。     

飞机电气系统交流畸变频谱测试方法研究与仿真

在航空电气系统中,电源系统是飞机正常工作的关键部件,其供电质量的好坏直接影响机上的各种用电设备,所以其供电指标必须满足GJB 181A<飞机供电特性>的要求,在这些指标中最重要的一项是交流畸变系数与畸变频谱.主要介绍了一种基于虚拟仪器图形编程软件LabVIEW的交流畸变频谱的测试方法,重点是数据处理方法,并且简要地介绍了整个畸变频谱的测试硬件.通过计算机仿真与实际测试结果相比较,说明测试方法可行,测试结果可靠,达到了设计要求.     

基于负载优先级的电力分配方法

飞机电力系统供电不足时,需要进行合理的电力分配来保证机上关键负载的用电。通过数学模型描述了飞机电力分配问题,将电力分配问题转化为一个优化问题,提出了一种基于优先级优化的电力分配方法。该方法将优先级引入到负载方程中,形成了新的优化目标函数和约束方程,通过解算优化问题,实现电力的最优化分配。实验结果表明,在飞机电力系统供电不足的情况下,该方法可以确保较高优先级负载的供电优先权,保持左右供电通道的供电平衡,有效抑制负载切换对电气系统供电质量的影响。     

飞机配电系统最优负载切除方法

电力系统供电不足时, 可以切除过量的负载以保证系统的稳定性. 针对飞机电力系统供电不足的情况, 提出一种最优负载切除方法. 该方法考虑了飞机上关键负载的优先供电要求, 将负载优先级权重因子引入负载方程中, 把负载切除问题转换为多目标优化问题. 通过求解该优化问题, 克服了负载切除的随机性和盲目性, 满足了关键负载的优先供电要求. 实验结果验证了所提出的负载切除方法的正确性和有效性.

     

电力监控系统数据库系统的研究

随着经济的高速发展,电力应用已经成为人们生活中必不可少的一部分.保障电力系统的正常运行,需要建立与之对应的电力监控系统,其功能能够及时处理供电系统的报警事件和不确定事故.整个电力监控系统的核心是实时数据库,设计一套可靠的、性能良好的实时数据库对于整个电力监控系统至关重要.通过对数据库系统透彻的分析,可以减少日后整个系统...     

用于飞机变频电网APF的补偿电流指令产生方法

针对飞机交流变频电网谐波抑制的需要及传统方法在变频条件下的不足,提出了一种基于正序基波滤波器的补偿电流指令产生方法。该方法从整体上分析了正序基波滤波器的特性,并利用正序基波滤波器分别滤除了电源电压和电流中的谐波和非正序成分,而后计算出电源的正序基波有功电流,由此得到补偿电流指令,检测过程中省去了低通滤波器。将该方法应用于三相电压不对称且有畸变的飞机变频电网的并联有源电力滤波器(APF)中,结果表明,采用该方法在整个基频变化范围内能实现对谐波、无功及不平衡电流准确而快速的检测和补偿,补偿结果符合MIL STD 704F和IEEE Std 519标准的要求。     

飞机变压整流器健康管理算法研究

变压整流器是飞机电源系统中的重要设备,可以使飞机供电系统不再配备直流发电机,变压整流器在飞机电源系统中应用非常广泛,将健康管理技术应用于飞机变压整流器对其故障进行提前预警,具有重要现实意义。在对12脉波变压整流器的原理进行分析后,得出变压整流器的绕组绝缘老化和电容老化是导致其系统老化的主要因素,通过变压整流器的模型,借助仿真数据对比分析,确定了与电容和绝缘绕组相关的系统外部老化特征参数;并通过高斯混合模型、马氏距离对数据进行分类,再通过训练BP神经网络实现对变压整流器健康状态的评估。     

飞机自动配电管理系统设计

飞机配电系统是现代飞机的一个十分重要组成郜分,做好这项研究工作可以提高飞机的供电质量、飞机完成任务的概率以及飞机自身的安全性,减少体积重量及全周期费用,使我国飞机配电技术上一个新台阶;对某型飞机电气负载自动管理技术进行了系统研究,提出了一种电气负载管理优先级设置方法,建立了电气负载的控制方程和电气负载的电源请求方程;系统试验表明采用负载自动管理技术大大提高了飞机供电系统的可靠性和可维护性.     

航空地面电源供电设备性能综合检测系统的设计

航空地面电源供电设备性能综合检测系统实现了对各种电源车和飞机直线供电系统供电性能指标的计算机自动检测，并对常见故障进行智能诊断。主要介绍了该系统的设计方案和系统实现功能，阐述了系统软件的实现方法，重点论述了研制过程中所解决的技术难点。     

飞机供电分系统地面试验显控台的设计与实现

为了满足某飞机供电分系统地面模拟验证试验的需要,基于PXI-DAQ与VC++语言设计了一套飞机供电分系统地面试验显控台,实现对供电分系统的上电控制和运行控制、运行状态监视、故障注入、外部激励、电参数信号监测等功能.详细论述了该操控台系统的研制过程,包括系统总体结构、工作原理、软硬件关键模块的设计以及系统实验结果,该系统已在某飞机供电分系统地面模拟试验中得到应用,取得满意效果.