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飞机270V高压直流供电系统结构及仿真技术研究

作　者: 陈卫华
导　师: 杨善水
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 270V高压直流 固态配电 LabVIEW 半物理仿真
分类号: V242
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 258次
引　用: 5次
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内容摘要


270V高压直流因为其效率高,可靠性高,重量轻等诸多优点成为未来战机电气系统供电体制的首选方案。如何在270V高压直流供电体制下实现固态配电和负载自动管理,故障隔离及系统重构等技术,实现飞机供电系统的综合控制和管理,是本文的研究课题。本文首先研究了270V高压直流的电源系统结构,阐述了其工作原理和转换机制,提出了一种容错性好,冗余度高的供电网络结构。并采用LabVIEW软件编写了该结构的演示软件。通过演示结果,验证了先进飞机供电网络的供电逻辑关系的正确性。然后采用故障树分析法对该供电网络进行了分析。通过定性分析,找出了该网络的薄弱环节,提出了改进设想,通过定量分析,得出了系统基本可靠性和任务可靠性的值,为可靠性设计提出了参考。最后搭建了一个半物理的仿真平台,对270V高压直流固态配电系统进行模拟,设计了平台的硬件包括模拟供电网络,电气系统处理机模拟器,供电系统管理机模拟器,通过通讯总线将两台电气负载管理中心成品连接起来。并用LabVIEW开发了电气系统处理机模拟器和供电系统管理机模拟器的应用软件。对整个实验平台进行了调试和验证,实验结果表明,该平台实现了固态配电的功能和要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图标清单  8-10
注释表  10-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 多电飞机及其电源系统发展  11-13
  1.2 飞机配电系统的发展与现状  13-14
  1.3 本文主要研究内容  14-15
第二章 270VHVDC 供电系统的结构研究  15-30
  2.1 飞机270VHVDC 电源系统分析  15-18
    2.1.1 飞机电源系统结构  15-17
    2.1.2 高压直流电源系统结构  17-18
  2.2 飞机270VHVDC 供电系统分析  18-20
    2.2.1 供电系统的工作状态  18-19
    2.2.2 供电系统的设计要求  19-20
  2.3 飞机270VHVDC 配电系统结构设计  20-25
    2.3.1 飞机配电控制系统结构  20-22
    2.3.2 电气系统处理机功能  22-23
    2.3.3 电气负载管理中心功能  23
    2.3.4 270VHVDC 电网的结构设计  23-25
  2.4 基于 LabVIEW 软件的飞机电网演示软件设计  25-29
    2.4.1 飞机电网演示软件的目标  25-26
    2.4.2 飞机电网演示软件设计  26-27
    2.4.3 飞机电网演示软件仿真结果  27-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章 基于故障树的270VHVDC 系统可靠性分析  30-41
  3.1 可靠性预计  30-31
    3.1.1 可靠性指标  30-31
    3.1.2 可靠性预计常用方法简介  31
  3.2 基于故障树法的高压直流供电可靠度分析  31-40
    3.2.1 故障树分析法简介  32
    3.2.2 故障树的建立步骤与规则  32-33
    3.2.3 高压直流供电系统故障树的建立  33-36
    3.2.4 系统故障树的分析  36-40
  3.3 本章小结  40-41
第四章 270VHVDC 配电验证系统硬件设计  41-50
  4.1 总体设计方案  41-43
    4.1.1 总体设计  41-42
    4.1.2 各部分组成和工作原理  42-43
  4.2 硬件设计  43-49
    4.2.1 供电系统管理机模拟器及PSP 模拟器方案的选择  43-44
    4.2.2 ARINC429 通讯板卡  44-46
    4.2.3 数字I/0 板卡方案选择  46-47
    4.2.4 继电器驱动电路板设计  47-49
    4.2.5 供电网络仿真  49
  4.3 本章小结  49-50
第五章 270VHVDC 配电验证系统软件设计  50-68
  5.1 PSP 软件设计  50-61
    5.1.1 PSP 应用软件总体设计  50-51
    5.1.2 与供电系统管理机通讯模块  51-52
    5.1.3 组态图显示与故障显示模块  52-55
    5.1.4 逻辑运算功能模块  55-59
    5.1.5 电气负载管理中心功能模块设计  59-61
  5.2 供电系统管理机软件设计  61-63
  5.3 实验验证  63-67
    5.3.1 实验硬件平台与设备  63-64
    5.3.2 实验软件平台  64-65
    5.3.3 实验结果  65-67
  5.4 本章小结  67-68
第六章 总结和展望  68-69
  6.1 本文工作总结  68
  6.2 后继工作展望  68-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
在学期间的研究成果及发表的学术论文  73

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 电气设备
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