0-70V航空地面电源方案.docx

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1、(-70V航空地面电源实现方案Iit空电M车o70V把握原理电源车070V是从37V左右渐渐增大到70V左右的直流电源。其把握方式是在双流发电机Fi流电压耐磁调悠的根底匕承受P1.C可编程把握技术，通过发电机进展采样，由软件把握来实现,其把握原理图见图U0-70V输出是通过把握接触器对飞机供电，并和28.5V输出互锁“通过可编程器输出的Ia1信号把握IGBT调整管的导通时间，以此来把握励磁电流的大小，转变发电机的输出电压。同时通过输出采样电压的采样分析推断，对PWM的输出进展补偿和时问谢整，以保证070V电压的输出能够满足某型飞机起动特性要求。图1某型电源车0加V电路控制原理图工作过程为：由V

2、机起动系统向地面电源设釜发出“升压把趣“信号,通过地面电源设法的)-70V助磁把握电路,依据设计要求向动转换发动机助磁方式.使发电机罪电乐从其司余电压渐渐上升到70V左右，起动升压状态如M第一阶段，发电机以并励为主，发电机输出从朝谶电乐3V左右快速I.升到14V左右,电流从岑然增到19A左右；其次阶段.发电机由井励转为小励状态，申物后发电机电压从14V左右上升到38V左右，起动电流从190()A左右下降到1200A左右：第二阶段,E机发动机起动过程的吊绳阶段，任这一阶段发电机1.作在复勘状态,发电机端电压从38V上升到70V左右.2P1.C在直潦0-70V启动电源中的设计2.1 硬件设计承受继

3、电器的把握电路中，发电机励磁方式的两次转换是由两个继电器吸合来实现把握的，对继电器吸合电压的准确性要求较高，吸合电压由分压电阻采样发电机输出电压，由电位器来把握，随着分立元件的长时间使用，性能参数等发生转变，都会使继电潜吸台电压发生转变：另外承受继电器作为转换把握器件,可导致发电机在升压阶段中电压的每一个转折点处，电压、电流都不是平滑转变的，这将降低用电设备的使用寿命.承受P1.C可编程把握器把握电路(见图2),可以平松把握，使发电机输出电压、电流无极变化，延长用电设备使用寿命。西门子S7-200系列可编程把握器，其中中心处理单元承受CPU224,模拟量输入模块承受EM231,硬件电路简化示意

4、见图2。西门了S7-2OO系列可编程把握器使用CPU224,CPU224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点,可连接7个犷展模块.最大犷展至168路数字显I/0点或35路模拟量I/0点，13k字节程序和数据存储空间，6个独立的30k1.1.z高速计数器，2路独立的20kHz商速脉冲输出，具有PID把握器，1个RS485通讯口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯力气。I/O端子推可很简洁地整体拆卸。是具有较强把握力气的把握器。励磁电源-+图2电路简化示怠图CPU224的10.0输入端口检测到飞机起动信号时，通过电阻分压和电流传感器对发电机的输出端电压和输出电流进展采样，采样

5、值进入P1.C模拟量输入模块EM231,由中心处理单元CPU224内软件把握.对地面起动电源发电机输出电压和回路电流进展分析推断，比照K机发动机各阶段所需的电压和电流起动波形,依据推断结果实时在其0().0端口输出各起动阶段需要的IHM信号来把握大功率MOS管，以此来把握地面起动电源发电机励磁电流的大小，从而转变发电机的输出电压，以保证输出的070V电压严格满足飞机启动特性的要求。2.2 软件设计在软件设计中，我们承受了增用式PID把握驾法，其具体算法如下：AP(Jt)=即(4)-K(-1)KiE(k)KdE(k)-2E(-1)+E(k-2)BB3软件设计流程图P(k)=KpE(k)-E(k-

6、1)+KiE(k)+KdE(k)-2E(k-1)+E(k-2)M,I,：P(k)：为第K次采样时调整器输出，E(k)：为第K次采样时的偏差值，Kp.Ki.Kd：PID比例系数。通过采样电压的变化，承受实时把握，闭环调整励磁电流，用PID调整规律，不断修正PID比例系数，依据最正确匹配参数进展输出脉冲宽度把握,使发电机输出电压既满足Q-70V电压逐步上升的起动规律，又保证了各阶段时间节点之间电压的稳定性，使飞机起动电压和转速稳定上升.2.3 软件把握过程电压传感器将070V电压转换为05V的直流信号传输给P1.C的A+端：电潦传感器将02500A电流转换为05V直流信号传输给P1.C的B+端：P

7、1.C实时采样，计算出4I1.V/I的变化值。(1)采样时间开环，电压、电流双闭环把握方式谢整电压输出过程，参照某型飞机的起动过程中时间与电压的对应关系而设置，即：0-3S前，电压上升至1.5-7V；3-20s前，电床上升至719V：2030s前，电压上升至1935V4(2)依据电压、电流的变化，非线性分阶段对输出电压进展调整，即依据电流的变化】和1/AT电流变化率的制定把握参数的选取，通过软件模糊调整错来把握PWv大小及继电器工作的次序。P1.C实时采样，计算出Z1.ZiTUT的变化值。依据把握要求，确定时间对应变化关系。承受模糊智能把握方式方可得到有效把握的目的.模糊关系S1.模物关系控制

8、关系控制因子时间电压X1.o样MX2电联样（八）X3电压变解NhX4蛾变化率M/1X5时即(1)V1.1.5-28,6-SV0.9UJ0.950.650.75V24-20,18.5-1.9.5V0.80.90.60.950.55V320-50,20-30V0.950.50.750.60.9模糊矩阵模糊变换依据A=(XI.X2,X3,X4,X5)；B=(VI,r2,V3),求得B=ARo模糊决策假设1.52S电压低于68V,执行R=(X1.-UDU(X1.-U1.):假设420s电压低于18.519.5V,执行R=(X2U2)U(X2U2)；假设2040s电压低于19.5-35V,执行R=(X3

9、U3)U(X3U3)电压变化各元素隶限度见表2电压变化各元素索属度表量等级模糊变量_123456P1.000000PM000000PS000000.1PO00000.10.2NO0000.10.30.2NS000.80.20.40.8NM00.10.90.20.90.9N1.0.70.10.90.20.90.9表2。对应准确员的模糊表:=0.9/(A1.,U1)*0.7/(X2,U1)+0.95/(A3,U1.)+0.65/(,4.)+75/(X5,U)+0.8/(X1,UZ)*0.9/()C1,171)0.6/(X3.1.tO.95(X4,W+0.55(X5,U2+0.95(X1.,t)+0

10、.5/(X2.U3)-r.75/(A3,KJ)-t0.6/(14,+0.9/(X5,U3)30.90.70.950.650.75模糊矩阵为:R=t80.90.60.950.551.950.50.750.60.9.通过实时采样值得出;模糊矩阵=I旃J,8HI蚓J商Hmcaij均=应Vy,cy=AaijUBbuo-0.40.50.90.2O.H例:求得国-0.30.60.20.50.9.-U.20.70.10.70.3依据模糊关系和模糊准确表，转变PwM把握输出占空比，使得励磁电流通过模糊决策算法，依据模糊准确表进展把握。依据实时采样值到达的偏差值进展推理后,逐步修正输出因子的把握值，从而转变占空比，来到达转变励磁电流的目的，再依据电流、电压、时间的隶属关系，进展再一步的修正，最终实现输出把握稳定电压0-70V的目的“2.4试验结果试验波形见图4,通过忒验可以看出用P1.C对发电机进展自动把握，满足某型飞机起动时的特性.3完毕语P1.C可编程把握潺在某型航空电源车070V中的应用满足了某型飞机起动要求.承受数控方式,使起动时间节点与飞机上定时机构动作时间全都，电压变化平滑，飞机转速稳步上升，起动瞬时起动电流小，提高r飞机发动机使用寿命.P1.C可编程把握器具有的高牢靠性、编程简洁易用等特性，使得其在工业臼动化把握领域的应用越来越广泛。