基于MATLAB平台的飞机发电机实时模拟装置的研制

摘要

飞机电源系统是飞机的重要设备，电源系统工作的正常与否直接关系着飞机的飞行安全，由于不允许对飞机电源系统进行故障模拟测试、人为改变电源工作状况，这在很大程度上制约了我们对飞机电源系统工作状况、故障状况及系统性能的深入研究，维修人员无法深入掌握电源系统的性能及根据系统性能的变化提前做出故障预测，有效的处理早期故障。 本文研究同步发电机实时仿真系统的目的是通过对同步发电机的实时仿真了解目前实时仿真的几种基本方法，并选择一种研发效率较高、发展前景较好的方法加以掌握，为以后模拟各种飞机发电机做好基础。本文首先对目前比较流行的实时仿真软件的特点进行了详细的分析比较，在保证实时性的基础上，选择一种最适合本课题目的的方案加以实现。随后在静止坐标系下建立了同步发电机的数学模型，并在Park方程的基础上建立起同步发电机在旋转坐标系下的数学模型，并通过标幺值简化了数学模型，最后在MATLAB/Simulink中建立发电机的离线仿真模型，为实时仿真系统的实现作好了铺垫。本文在仿真模型实时化的过程中，介绍了MATLAB/RTW的一些基本组件，并介绍了如何设置实时应用程序的相关参数。在最后的部分，介绍了如何通过MATLAB提供的xPC组件实现同步发电机模型的实时仿真，以验证模型的正确性以及模型的实时性。

目录

文摘

英文文摘

中国民用航空学院学位论文独创性声明及中国民用航空学院学位论文使用授权声明

第一章绪论

1.1引言

1.2实时仿真的概念、特点及发展现状

1.2.1实时仿真的概念

1.2.2实时仿真的特点：

1.2.3本课题的发展及现状

1.3本课题的研究背景

1.4本课题完成的工作以及论文内容的安排

1.4.1本课题所完成的工作

1.4.2论文内容的安排

第二章方案比较

2.1基于MATLAB/RTW软件进行实时仿真的方案

2.1.1方案简介

2.1.2可行性分析

2.1.3方案特点分析

2.2通过Visual C++实现实时程序的方案

2.2.1方案分析

2.3.2可行性分析

2.3.3特点分析

2.3使用LABVIEW实现实时程序的方案

2.3.1方案分析

2.3.2可行性分析

2.3.3方案特点分析

2.5 小结

第三章同步电机的数学模型的建立

3.1参考坐标系理论

3.1.1概述

3.1.2静止坐标系向旋转坐标系的变换

3.1.3旋转坐标系向静止坐标系的变换

3.2同步发电机在静止坐标系下的运动方程

3.3旋转坐标系下的发电机基本方程

3.4同步电机的标幺值

3.4.1定子各量的基值

3.4.2转子各量的基值

3.4.3用标幺值表示时同步电机的运动方程

3.4.4标幺值的选取

3.5离散化方法的确定

3.6同步发电机的Simulink模型

3.6.1静止坐标系向旋转坐标系转换模块

3.6.2旋转坐标系向静止坐标系转换模块

3.6.3同步发电机主模块

3.6.4机械特性模块

3.6.5同步发电机的Simulink模型

第四章RTW环境介绍及实时仿真模型的建立

4.1 Matlab、Simulink和RTW简介

4.1.1Matlab的介绍

4.1.2 Simulink的介绍

4.1.3 RTW的介绍

4.2 RTW生成实时可执行程序的机制

4.3配置实时应用程序

4.3.1使用Simulation Parameters选项卡对仿真模型进行配置

4.3.2使用Real-Time Workshop选项卡对仿真模型进行配置

4.4采样频率的过度

4.4.1多任务模型的创建和执行

4.4.2多任务与伪多任务(Pseudomultitasking)的区别

4.4.3单任务和单任务程序

4.4.4模型的执行过程

4.5外部模式的应用

4.5.1外部模式简介

4.5.2在外部模式下生成目标程序

4.5.3在外部模式下运行目标程序

4.5.4外部模式下进行参数调整

4.5.5外部模式的结束

第五章通过xPC实现实时仿真

5.1 xPC简介

5.1.1 xPC目标的特点

5.1.2 xPC的实时内核

5.1.3 xPC环境下的实时应用程序

5.2 xPC的硬件和软件环境

5.2.1硬件环境

5.2.2软件环境

5.3实验模型以及仿真结果

5.3.1实验模型

5.3.2仿真结果

第六章结束语

致谢

参考文献