飞机电力系统稳定性分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

飞机作为重要的空中运载工具，其技术发展不仅对国民经济、社会进步具有重要的引领作用，在国防领域也占据举足轻重的地位。多电飞机（moreelectricaircraft，mea）是一种用电力系统部分取代原来的液压、气压和机械驱动系统的飞机，力图使飞机的次级功率系统尽量多地使用电能。多电飞机[1]不仅可以提高能源利用效率、节约能源，而且可以降低飞机结构复杂性，提高飞机可靠性和安全性，是未来飞机的发展方向，也是当前国际航空界的研究热点。在飞机的各个系统中，飞机电力系统[2]是飞机上电能产生、传输、转换和消耗等部分的总称，是多电飞机的核心系统之一，主要由电源系统[3]、配电系统[4-5]、机载用电设备三部分组成。

以b787飞机电力系统为例，如图1所示。电源系统包括4台变频交流起动发电机vfsg和2台辅助变频交流起动发电机asg，额定电压均为235v。每台vfsg的额定容量为250kva，频率变化范围为360~800hz；每台asg的额定容量为225kva，频率变化范围为360~440hz。其他电源还有冲压空气涡轮发电机rat、外部电源插座ep等。配电系统分为一次配电系统和二次配电系统。一次配电系统包括主汇流条、不同电压等级的汇流条、自耦变压整流器atru，变压整流器tru和电气负载控制接触器等。二次配电系统从一次配电系统得电后再向各个负载配电，主要包括2个二次配电组件spdu和17个远程配电组件rpdu。机载用电设备包括各电动机控制器及机电作动器、大功率交流负载和大量交直流小功率负载等。这些电力设备运用到飞机上，使得飞机的安全性越来越依赖于飞机电力系统的安全性。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：熟悉飞机的电力系统稳定性结构，了解飞机电力系统大扰动稳定性分析的主要方法，研究系统能量函数的拓展混合势函数法，建立适用于大扰动稳定性分析的飞机电力系统解析模型，解析计算并仿真校验确定典型工况的准确稳定运行范围。

目标：建立适用于大扰动稳定性分析的模型，选择典型工况状态，研究系统运行点的稳定范围，并对典型工况状态的稳定范围结果进行检验。

拟采用的技术方案及措施：首先通过查阅相关文献熟悉飞机的电力系统稳定性结构，了解飞机电力系统大扰动稳定性分析的主要方法。其次为形成系统大扰动稳定性解析模型，将系统发电机简化为理想电压源；系统负载由于电力电子驱动的快速响应控制特性，可简化为恒功率负载、恒阻抗负载的组合；以系统中的6脉波自耦变压整流器大信号模型为基础，对系统状态方程进行调整，可得如式（1）的系统状态方程。

3. 研究计划与安排

1~3周：调研、查阅资料、结合毕业设计任务书，确定总体方案，完成开题报告；

4~6周：研究系统能量函数的构建方法建立适用于稳定性分析的模型，翻译英文资料；

7~12周：选择典型工况状态，研究系统运行点的稳定范围，并对结果进行检验分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]严仰光，秦海鸿，多电飞机与电力电子，南京航空航天大学学报，2014,46（1）

[2]周素莹.多电飞机电气系统的研究[d].西安：西北工业大学，2003

[3]姚同吉.全电飞机及其电源系统.国外试飞.1988(1)p49～52