[发明专利]一种多电飞机的直流供电系统

说明书

本发明公开了一种多电飞机的直流供电系统，该系统包括：发电机、PWM整流器和线性扰动观测器；发电机与PWM整流器连接,线性扰动观测器与PWM整流器连接；其中,发电机输出交流电，PWM整流器将发电机输出的交流电转换为直流电，线性扰动观测器将目标扰动电流注入PWM整流器，其中，目标扰动电流为PWM整流器的输出变量与Q(s)P^‑1(s)的乘积和发电机定子侧q轴电流与Q(s)的乘积的差值电流，其中，Q(s)为低通滤波器，P(s)为PWM整流器的传递函数，通过本发明的技术方案，能够实现提升电力系统的稳定性和控制性能。

技术领域

本发明实施例涉及自动控制技术，尤其涉及一种多电飞机的直流供电系统。

背景技术

电力系统稳定性分析是飞机电力系统总体设计的必要环节。目前，随着飞机机载电气设备的增加，尤其是电力电子变换器和电机驱动设备的大量使用，多电飞机的电气负载容量、类型、电网复杂度均较传统飞机电力系统大大提高。在多电飞机里，电环控、电作动、电防除冰等大量新增电气负载，从本质上来讲属于电力电子变换器控制的电机或电力电子变换器控制的阻性负载。单台电力电子变换器负载可按照出厂设计标准正常运行，多台同时运行时由于设备间相互耦合，影响系统整体性能，严重时可导致振荡甚至失稳发生。

传统飞机在电力系统设计时仅考虑设备的电压、电流、容量、电能质量等性能指标，为了防止振荡失稳现象发生，会采用冗余量较大的发电机和变换器作为一次、二次电源，这使得多电飞机电力系统设备余量过大，导致设备重量体积较大，功率密度较小。采用考虑电力系统稳定性对飞机电力系统进行设计可对各子设备器件选型给出精确而有效的范围，考虑电力系统整体集成设计，各系统间交联关系，从而提高电气设备电能利用效率，降低设备体积重量，提高功重比。

传统飞机在在电力系统设计时从单个设备出发，根据子设备性能需求选择器件，所以从需求上未考虑系统稳定性。

发明内容

本发明提供一种多电飞机的直流供电系统，以实现提升电力系统的稳定性和控制性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种多电飞机的直流供电系统，该系统包括：发电机、PWM整流器和线性扰动观测器；所述发电机与所述PWM整流器连接,所述线性扰动观测器与所述PWM整流器连接；

其中,所述发电机输出交流电，所述PWM整流器将所述发电机输出的交流电转换为直流电，所述线性扰动观测器将目标扰动电流注入所述PWM整流器，其中，所述目标扰动电流为PWM整流器的输出变量与Q(s)P^-1(s)的乘积和所述发电机定子侧q轴电流与Q(s)的乘积的差值电流，其中，所述Q(s)为低通滤波器，P(s)为所述PWM整流器的传递函数。

进一步的，所述发电机定子侧q轴电流为所述目标扰动电流和所述PWM整流器的输入电流的差值电流。

进一步的，所述PWM整流器包括：PI调节器；

其中，所述PI调节器根据实际输出值与预设值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对输入电流进行控制。

进一步的，Q(s)的相对阶次大于或者等于P(s)的相对阶次。

进一步的，

其中，a为滤波器Q(s)的时间常数，s为输入信号。

进一步的，

其中，i_sq为发电机定子侧q轴电流，i_sqref为发电机定子侧q轴参考电流，R_s为定子绕组电阻，L_q为定子q轴自感值，k_ip和k_ii分别为PI调节器里的比例参数和积分参数，s为输入信号。