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《西安石油大学》 2020年
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基于智能控制的大容量航空电源系统的研究

张嘉伟  
【摘要】:随着航空技术的快速发展,许多航空设备的负载特性越来越复杂,传统的控制技术已逐渐不满足电源系统的控制要求。本文根据中频电源的基本特性,结合设计指标,基于智能控制技术对大容量航空地面电源的系统进行研究与设计。文中首先分析总结了电源控制技术的发展和航空地面电源的发展现状。根据电源主电路的拓扑结构选择SPWM技术作为逆变电路的调制技术,指出了数字PID算法应用于电源系统中时存在的问题和不足,针对模糊控制算法参数整定过程具有人为主观性的缺点,选择蚁群优化算法对模糊控制器的参数进行并行优化,建立蚁群模糊系统对逆变电路进行控制。并利用MATLAB/Simulink搭建模型,对逆变电路部分的控制系统进行仿真,对比了模糊控制系统和蚁群模糊系统两种控制策略的控制效果。仿真结果表明,蚁群模糊系统控制策略能够满足本次电源的设计指标。其次进行了系统设计开发,包括硬件设计和软件开发两部分。整个硬件系统主要由主电路、驱动电路、采样电路和控制电路等部分组成,对每部分电路的结构进行了设计,完成了元器件相应参数的计算和选型工作,主控制芯片选择TI公司的DSP—高性能系列中的TMS320F2812;软件设计采用CCS3.3作为DSP的开发环境,对DSP的程序进行编写,主要包括主程序、系统初始化、中断程序等功能模块。其中,中断程序具有以下功能:SPWM驱动信号的产生、AD采样的实现和模糊控制算法的实现。最后搭建出电源整机装置,对400 Hz大容量航空地面电源系统的性能进行软硬件联合测试。通过对实验结果的分析,输出电压的THD小于2%,系统能够达到设计要求的指标,验证了整个系统的可行性和有效性。
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