飞机高压直流与固态配电系统的应用研究

摘要

飞机电源系统由供电系统和用电系统组成，其中飞机供电系统的主要功能是向机载各种用电设备提供电能，保证机载用电设备正常工作。随着技术的不断发展进步，飞机电源系统从最初的低压直流电源发展至现在的高压直流发电系统，与之相应的高压直流配电系统也发生了相应的改进。 论文在给出高压直流电源系统组成的基础上，分析了高压直流电源系统的供电和配电系统。对组成配电系统的电气处理机和电气负载管理中心的功能进行详细的分析;对用于电气负载自动管理的固态配电控制器(SSPC)进行详尽的介绍，给出了常用SSPC的工作原理。在此基础上，利用DSP+FPGA对SSPC进行改进，给出SSPC控制部件和逻辑部件，以及驱动电路、隔离电路的详细设计;推导了反时限保护控制算法，并给出程序流程图;设计了基于VHDL语言的快速保护程序。 在对电气负载管理中心(ELMC)和电气处理机(PSP)功能进行分析之后，设计并开发了基于LabVIEW软件开发环境下的ELMC和PSP系统软件。给出系统信息交互协议—TCP和ARINC429通讯模块的设计流程图和相应的程序模块设计步骤，以及具体软件设计;针对PSP系统软件，在分析其自身逻辑结算功能的前提下，给出部分用于逻辑结算的程序流程图;设计了数字I/O驱动子程序模块。最后，设计了ELMC和PSP系统软件，程序主框架采用基于时间的结构，采用switch+case结构来响应用户的操作指令，进行了系统调试和功能测试。 最后，进行了系统的软硬件联调，结果证明:所设计的SSPC具有较好的反应时间和控制效果;所设计的系统软件能满足设计要求。

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摘要

第一章 绪论

1．1 飞机电源系统发展与现状

1．2 飞机配电系统发展与现状

1．3 论文研究内容

第二章 飞机高压直流电源系统组成

2．1 高压直流电源系统

2．2 高压直流电源供电系统

2．3 高压直流电源配电系统

2．3．1 电气系统处理机

2．3．2 电气负载管理中心功能

2．4 SSPC设计

2．4．1 SSPC原理

2．4．2 SSPC设计

2．4．3 用于自动配电系统的SSPC设计

2．4．4 驱动电路

2．4．5 隔离电路

2．4．6 电流采样电阻

2．4．7 反时限算法

2．4．8 快速保护功能

2．5 小结

第三章 负载自动管理系统设计

3．1 ELMC功能分析

3．2 PSP功能分析

3．2．1 通讯模块

3．2．2 状态显示模块

3．2．3 逻辑结算模块

3．3 以太网通讯模块

3．3．1 TCP通讯协议

3．3．2 TCP发送端／接收端通信模块设计

3．4 SSPC状态控制程序模块

3．4．1 通讯管理程序设计

3．4．2 通讯执行程序设计

3．5 429通讯模块

3．5．1 DLL文件调用

3．5．2 429发送模块

3．5．3 429接收模块

3．5．4 参数

3．6 数字I／O

3．6．1 接口原理

3．6．2 驱动程序

3．7 电气负载管理系统软件

3．8 PSP软件设计

3．8．1 逻辑结算流程图

3．8．2 PSP应用软件

3．8 小结

第四章 试验结果与分析

4．1 试验条件

4．2 试验结果

4．3 小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献