[发明专利]一种飞机多闭环供电调节系统及供电调节方法

权利要求书

1.一种飞机多闭环供电调节系统，其特征在于，包括：

多个并联的逆变单元系统，分别与高压直流供电系统和飞机负载控制系统连接；

所述高压直流供电系统包括发电机、控制环系统、PWM调制模块和整流器，所述发电机输出端连接PI控制器，控制环系统连接PWM调制模块，PWM调制模块连接整流器，通过整流器得到稳定的高压直流电；

逆变单元系统，包括三相全桥逆变器、双闭环控制器、LCL滤波器和SPWM调制模块，所述三相全桥逆变器、SPWM调制模块、双闭环控制器依次连接，实现SPWM调制；每个逆变单元系统通过总线连接至交流母线；所述逆变单元系统通过高压直流供电系统供电；所述LCL滤波器设置在逆变单元系统与交流母线连接的线路上，所述LCL滤波器与双闭环控制器连接。

所述飞机负载控制系统为线性负载系统或非线性负载系统。

2.根据权利要求1所述的飞机多闭环供电调节系统，其特征在于：所述控制环系统包括第一坐标变换模块组和PI控制环，所述第一坐标变换模块组包括第一Clark变换模块、第一Park变换模块、第一Park反变换模块、第一Clark反变换模块；所述发电机的输出信号依次通过第一Clark变换模块、第一Park变换模块、第一Park反变换模块、第一Clark反变换模块后输入电流控制环；所述PI控制器连接整流器。

3.根据权利要求1所述的飞机多闭环供电调节系统，其特征在于：所述双闭环控制器包括电压外环控制器和电流内环控制器；电压外环控制器连接有与LCL滤波器连接的第二坐标变换模块；电流内环控制器连接有与LCL滤波器连接的第三坐标变换模块；电压外环控制器还分别连接参考电压生成器和多谐振控制器；所述多谐振控制器包括多个并联的谐振模块。

4.一种飞机多闭环供电调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立由发电机和整流器组成的高压直流供电系统，其中发电机产生的变频的交流电通过整流器得到270V高压直流电；

建立由多个并联的逆变单元系统组成的供电调节系统，通过一对一连接的双闭环控制器将输入线性负载系统和/或非线性负载系统的电压调节到115V；

当接入线性负载系统，通过双闭环控制器中的电压外环控制器实现负载电压调节；通过双闭环控制器中的电流内环控制器实现其连接的逆变单元系统的电流调节；通过二阶功率均衡均分算法，保证线性负载系统接入后功率的有效均分；

当接入非线性负载系统，通过谐波电压环补偿，实现对各次频率的谐波抑制。

5.根据权利要求4所述的飞机多闭环供电调节方法，其特征在于：发电机产生的交流电通过PI控制器调整输出，所述PI控制器包括电流环控制器和电压环控制器。

6.根据权利要求5所述的飞机多闭环供电调节方法，其特征在于，其具体包括：

通过对发电机的三相坐标系进行Clarke变换、Park变换，再通过反Park变换、反Park变换Clarke变换，控制d轴的磁通和q轴的有功功率使发电机工作在发电模式；

Clarke变换和Park变换的坐标变换公式为：

其中，[x_abc]和[x_dq]分别表示三相静止abc坐标系与两相旋转dq坐标系下的变量，θ为发电机功角；

反Park变换、反Park变换Clarke变换的坐标变换公式为：

对高压直流供电系统采用矢量控制，得到dq坐标系下的电压方程为：

其中，s表示复频域，R_ge和L_ge为发电机定子电阻和电感；ω_e(rad/s)为电机旋转速度；φ_m为永磁铁的磁链；i_dq是d轴和q轴的定子电流；

q轴的电流环控制器调整发动机的输出直流电流；

发电机矢量控制的电流环控制环节G_{dc_i}可表示为：

直流侧电压v_dc通过电压环控制器控制，生成整流器输入电流环控制器的参考值i_qref；电压环控制器的比例和积分系数分别选取为0.03和0.6。