[發明專利]一種非線性自抗擾飛機電網相位角度跟蹤器

有效

• 申請號: 202110149481.2
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112964932B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 孫希明;林平
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發明屬于與航空電氣與電力技術領域，提供了一種非線性自抗擾飛機電網相位角度跟蹤器，用于估計飛機電網交流電側的電網相位角度，由于飛機電網中同軸發電機內置于航空燃氣渦輪發動機壓氣機內部，由于同軸發電機直接和航空燃氣渦輪發動機進行耦合，故同軸發電機的交流電頻率隨著航空燃氣渦輪發動機的轉速變化而變化。本發明將非線性自抗擾技術應用到多電飛機電網的相位角度跟蹤，操作簡單，準確率高，并可實現電網相位角度的高精度跟蹤。該方法具有一定的拓展性，可推廣到其它領域。

技術領域

本發明屬于與航空電氣與電力技術領域，具體涉及一種飛機電網相位角度跟蹤器。

背景技術

隨著飛機電氣程度的不斷提高，多電飛機應運而生，多電飛機能降低航空煤油消耗率，提高航空發動機的工作效率，降低氮氧化物排放量，電網是多電飛機的重要組成部分。飛機電網一方面為飛控系統、環境控制系統等提供電源，另一方面為飛機起動/發電一體機提供電源，其性能好壞直接影響飛機系統的工作狀態，甚至會影響飛機的安全性和可靠性。電網相位角度的跟蹤是飛機電網系統的重要工作之一，一旦電網相位角度跟蹤不準確，就會影響飛機電網的工作安全，造成電網質量下降，輕則損壞飛機電氣設備，重則影響到飛機的飛行安全。因此，尤其是在電網存在諧波干擾的情況下，對飛機電網角度的準確跟蹤是非常有價值的，能提高飛機電網的穩定裕度。

在飛機電網相位角度跟蹤器方面，國內外公開發表的文獻都是基于比例積分方法或者比例積分微分方法設計電網相位角度跟蹤器。特別是在電網存在快變正弦諧波干擾的情況下，目前已有的方法不能很好地抑制諧波對飛機電網角度的干擾。同時，目前的電網相位角度跟蹤器大多基于單一電網工作頻率，而對于多電飛機的電網，其頻率在360-800Hz范圍內變化，電網頻率的變化也會影響到電網相位角度跟蹤器的跟蹤精度，目前已有的方法不能滿足飛機電網相位角度高精度跟蹤的要求。

對于飛機電網相位角度跟蹤器而言，當前的設計方法已經漸漸滿足不了工程的實際需要。因此，探索出一種有效且適用于工程實踐的高精度電網相位角度跟蹤器設計方法成為一個亟需解決的問題。飛機電網相位角度的高精度跟蹤也因此具備了廣闊的研究和應用前景。

發明內容

本發明是為了解決現有技術存在的操作繁復，效率低下，電網相位角度跟蹤精度不高的問題，而提出的一種非線性的電網相位角度高精度跟蹤的方法。

一種非線性自抗擾飛機電網相位角度跟蹤器，包括以下步驟：

第一步，飛機電網的建模；

第二步，根據飛機電網模型設計電網相位角度跟蹤器；

第三步，電網相位角度跟蹤的誤差分析。

現具體闡述如下：

第一步，飛機電網的建模；

步驟1：為了便于分析，首先定義坐標系；

步驟2：根據通用多電飛機標稱電網參數，得到多電飛機標稱電網模型；

步驟3：在步驟1的基礎上，在考慮電網電壓幅值不平衡、電網高次諧波和直流偏置的情況下，得到多電飛機非標準電網模型；

第二步，根據飛機電網模型設計電網相位角度跟蹤器；

步驟4：考慮電網電壓幅值不平衡的條件，得到電網電壓幅值不平衡與電網相位角度之間的數學表達式；

步驟5：考慮電網高次諧波，得到電網高次諧波與電網相位角度之間的數學表達式；

步驟6：考慮電網直流偏置，得到電網直流偏置與電網相位角度之間的數學表達式；

步驟7：為了將步驟4、步驟5和步驟6推導的模型信息進行整理，得到非線性自抗擾控制器設計所需的標稱模型；

步驟8：基于步驟7設計非線性自抗擾電網相位角度跟蹤器；