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- 航空电源控制器BITE系统的研究与设计
- 作者： 李广磊 来源： 西安交通大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： DSP 自检测 故障诊断 数字仿真 航空电源系统控制器
- 描述： 航空电源是飞机供电系统的重要组成部分。控制器机内自检测设备BITE（Built-in-test-equipment，BITE）是航空电源系统控制和保护的核心，它依靠自身的电路和程序，实现电源系统的自检测、控制及故障诊断功能。原系统以单片机8085为核心，但其运算速度慢、资源有限、可扩展性差等问题日益突出。随着航空电源性能要求的不断提高，单片机不能满足要求；采用数字信号处理器(Digital signal Processor, DSP)技术，不仅能实现以往单片机控制器的全部功能，还能使用先进的算法对这些功能加以改进和完善。因此，采用DSP技术来设计航空电源控制器BITE系统具有良好的应用前景。 论文采用以DSP芯片TMS320LF2407为核心的硬件结构，设计了自检测、保护等外围电路，较之以单片机为核心的控制器的结构体系有了很大改进。它充分利用DSP快速运算的特点和丰富的内部外设模块，从而简化了系统硬件设计，增强了系统可靠性和可升级性。 完成硬件平台后，论文建立了航空电源系统中同步发电机数学模型，推导出恒速恒频电源系统各模块传递函数，并设计了电压调节器，利用Matlab进行了控制器调压阶跃状态仿真，仿真结果表明控制器快速趋于稳定，调节时间约为125ms，基本满足系统调压要求；利用Matlab中PSB模块建立了航空电源系统各模块模型，并结合实际对控制器整体系统进行了数字仿真分析，为系统的设计与分析提供了有力的工具。 航空电源系统任意一个环节出现故障，将会影响整个飞机系统的正常安全运行。因此，进行航空电源系统故障诊断的研究非常有必要。论文通过故障模式分析、故障数学建模，建立了航空电源系统故障树，为故障诊断分析奠定了基础；然后论文介绍了控制器BITE系统的软件总体结构，重点阐述了自检测、数字调压控制、故障检测与隔离等算法。与原单片机型控制器相比，基于DSP的控制器增加了自检测、故障隔离等设计，完善了系统的功能。 最后，论文对控制器BITE硬件平台、数字PID调压和航空电源整体系统进行了实验，实验结果表明系统设计原理正确，验证了方案设计的可行性。