基于STPA的飞机交流系统供电转换安全性分析方法研究

飞机交流发电系统是整机的主要电力来源,应对其进行完善的安全性分析。传统安全性分析方法对系统组件间非线性交互引起的安全问题关注较少,当研制型号支持数据不足时,存在分析遗漏风险。根据典型交流发电系统供电转换过程基本特点,基于STPA方法构建安全控制结构图,识别不安全控制行为(UCA),引入相似系统的失效模式及影响分析(FMEA)结果,分析UCA致因因素和致因场景,使用时间自动机理论的形式化工具进行系统建模与验证;通过专家评判及事故对比来验证该方法的正确性。结果表明:在传统分析方法的基础上引入STPA方法,能够有效识别出不安全控制行为和事故发生的原因,该方法可以作为传统方法的有效补充。

基于BEDTPN的飞机供电系统故障仿真

针对飞机交流供电系统仿真中故障繁多数据流和控制流难以同时处理问题,结合双变迁Petri网和故障注入方法,提出双触发权DTPN建模方法在DTPN基础上,增加故障扰动输入和变迁状态集合,定义双变迁触发规则,给出相应的矩阵描述运行算法和共享合成规则,以描述库所状态避免网中可能存在的并发与冲突关系在建立组件BEDTPN模型基础上,根据共享合成规则建立系统整体模型仿真结果表明,模型可在实时控制汇流条输出的同时,模拟各种电源构型下驾驶舱操作和故障扰动对系统的影响。

基于虚拟仪器的飞机电源综合测试系统的研究

在维护工作中,对飞机交、直流电源系统及各部件进行性能测试和校验是发现电源系统及其各部件异常的常用手段,对及时排除故障隐患,保证飞行安全十分重要。本文采用虚拟仪器技术、计算机测控技术及变频调速技术实现了对飞机交、直流电源系统的离位闭环性能的自动测试及其各部件性能的自动测试与校验。介绍了系统的软硬件设计、交流发电机输出电压的测量及其异常识别方法。以LabWindows/CVI作为系统软件的开发平台,增强了系统软件的可维护性及可扩展性。实验室和现场的测试结果表明,该综合测试系统提高了测试精度和效率,能及时发现异常,达到了维护规程的要求。该综合测试系统已用于飞机电源系统的维修保障工作中,实际应用效果良好。

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。

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。

飞机变频电源交流畸变测试方法的研究与设计

针对某型飞机变频电源系统,研究并设计了一种新型的交流畸变的测试方法。测试系统硬件是建立在PXI总线平台上,采用NI公司PXI-6115采集卡进行数据采集,通过PXI总线进行传输,并给出了调理电路的详细设计方案。系统软件采用NI公司图形化编程语言LabVIEW作为软件开发工具。通过试验证明,表明该测试方法可行,测试结果可靠,达到了设计要求。

某型飞机交流电源系统改造研究

某系列飞机采用了一台变频发电机 ,为满足该系列飞机改造的要求 ,研究了采用变速恒频技术将该机的单相变频交流电源改造为恒频三相交流电源的方案。本文介绍了新型交流电源系统的设计方案和主要设计参数 ,包括总体方案、发电机工作点选取、功率和电磁部件设计、控制器构成和系统的工作逻辑。采用本文方案研制的电源系统作为某型飞机改型验证机的主交流电源得到了实际应用 ,该电源系统工作稳定可靠 。

一种用于飞机交流电源系统的有源滤波器

针对飞机三相四线制电源系统的特点及现有电能质量控制方法的不足,提出了一种基于自适应陷波器、瞬时对称分量算法及滞环电流控制方式的飞机交流电源的有源滤波器。所提方法能够有效地消除飞机交流电源电流中的谐波及中线电流,补偿无功以及平衡三相电流。理论推导和仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出飞机三相四线制电源系统中的谐波电流,具有较好的动静态性能。

交流电源系统转电故障分析

飞机电源系统主要包括交流电源系统和直流电源系统。本文对交流电源系统转电故障进行深入分析,提出应急电动泵工作对交流电源系统转电的影响。同时,提出改进措施,为飞机研制提供经验。

基于Saber模型的6脉冲整流负载对飞机电源品质仿真分析

本文给出了基于Saber模型的6脉冲整流负载对飞机电源品质仿真分析,表明了飞机用电设备可能会引起飞机电网电压波形畸变,设备供应商需要对电流畸变进行限制。

基于双绕组感应发电机的航空交直流集成发电系统

为了满足飞机多电化对于航空发电系统提出的高功率密度、高品质供电以及交直流混合供电的要求,对比分析了多种交直流集成发电方案,并分析了其优势与不足,提出了一种基于双绕组感应发电机的航空交直流集成发电系统。该系统充分利用了双绕组感应发电机定子有两套三相绕组的特点,能够很好的实现交直流集成发电。在进行发电机初步设计后,基于多目标优化算法,以效率和功率密度为目标对双绕组感应发电机进行优化设计,采用交直流集成发电自抗扰控制策略,以提高该系统动态性能与负载适应性。最后研制了一台60 kW(交流24 kW,直流36 W)的双绕组感应发电机原理样机,实验结果显示,该交直流集成发电系统在交流侧突增、突卸负载时,电压突变在±10 V以内,恢复时间不超过25 ms,在直流侧突增、突卸负载时,电压波动在±30 V以内,恢复时间不超过45 ms,具有良好的动态性能和稳态性能,能够实现发电系统的高品质交直流集成发电。研究成果表明,基于双绕组感应发电机的航空交直流集成发电系统有望为我国多电飞机发电系统提供一种有竞争力的可选方案。

电推进飞机定子双绕组感应发电机并联系统

提出一种适用于电推进飞机的基于定子双绕组感应发电机的航空交流并联发电系统。目前电推进飞机电力系统架构设计中沿用了航空变频交流发电系统广泛使用的变速变频同步发电机。现有研究实践中,变速变频同步发电机组被认为在常规运行时只能工作于非并联状态。这种各发电通道独立的架构限制了系统的电力集成度。利用定子双绕组感应发电机的异步发电特性和其控制绕组AC-DC-AC机组互联拓扑,可以突破电推进飞机发电系统使用变速变频同步发电机而无法交流并联的限制。提出一种应用于定子双绕组感应发电机待并联机组的基于功率流调节的协调并联控制方案以实现不依赖原动机的频率相位同步调节。理论和实验表明该系统拥有灵活的并车控制性能和良好的并联输出功率自平衡性能,所提出的系统结构和控制方式使得定子双绕组感应发电机并联发电系统成为电推进飞机发电系统的一种可行方案。

基于航空交流电源系统的单位功率因数整流研究

从航空交流电源系统中大多负载对恒频供电的需求出发，分析了九开关变换器具有在航空电源系统中应用的广阔前景，然后以九开关变换器作为研究对象进行了单位功率因数整流的仿真研究。通过双闭环解耦，实现对输入变换器的有功功率与无功功率的独立控制，并保证直流侧电压的稳定。通过Matlab／Simulink仿真得出，所用采用的控制方法达到了航空交流电源系统的供电需求。