基于能量特征的多电飞机机电作动器建模方法及其模型的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明公开了基于能量特征的机电作动器建模方法，属于多电飞机电气负载仿真 建模的技术领域。
【背景技术】
[0002] 多电飞机的特点之一是将以往由液压能驱动的液压作动器改为由电能驱动的机 电作动器。机电作动器是通过电力电子变换器来控制电动机的旋转运动，再由机械装置将 旋转运动变成直线运动，驱动飞机舵面。由于用电能取代了液压能，多电飞机将会效率更 高、可靠性更高，因此成为飞机的发展方向。
[0003] 由于飞机电网中的机电作动器越来越多，其功率尤其是起动时的冲击功率大，对 飞机电网造成的影响不可低估。为分析其对电网的影响，需要开展仿真研宄工作，必须建立 能反映机电作动器起动功率冲击的仿真模型，研宄其对电网的影响，保证飞机电网安全运 行，避免电网过大波动，提高电气系统的供电质量。
[0004] 现有的机电作动器的仿真模型主要侧重于两个方面，一个方面是通过研宄机电作 动器内部的具体结构，在稳态工作点附近建立各个部件的小信号模型；另一个方面是以位 移作为给定量，通过小信号模型分析其稳态和动态响应性能，电压输入只是作为扰动量。
[0005] 以上建模方法存在两个问题：1)建模需要分析机电作动器的具体结构，建立的模 型复杂，运行时间长；2)模型不能反映功率的输入量，因此与电网之间没有规范化的功率 接口，不能分析机电作动器对电网的影响。
【发明内容】
[0006] 为克服上述现有建模方法存在的不足，本发明提出了一种基于能量特征的机电作 动器的建模方法，解决多电飞机机电作动器传统的基于传递函数的建模方式工作量大和不 能体现电能的功率流问题，其不仅工作量小、建模速度快，而且模型结构简单、运行速度快， 该方法建立的模型具有与电网之间的规范化的功率接口，能满足多电飞机电气系统仿真的 需要。其中能量特征是指部件能够实现的具体功能在其输入输出端表现出来的典型特征。
[0007] 本发明采用的技术方案是：
[0008] -种基于能量特征的机电作动器的建模方法，其特征是，包括如下步骤：
[0009] 1)以能量特征为主线，将机电作动器拆分成电能变换器、电动机和旋转-直线变 换器三个功率可观测的功率模块，以及一个闭环反馈模块；
[0010] 2)分别分析三个功率模块的输入和输出的能量关系，建立各功率模炔基于能量特 征的模型；
[0011] 3)将控制回路作为一个独立的反馈模块，以PI反馈构成所述闭环反馈模块；
[0012] 4)将电能变换器、电动机和旋转-直线变换器三个功率模块的模型依次串联，在 旋转-直线变换器和电能变换器之间加上所述闭环反馈模块，构成具有标准接口的机电作 动器模型，机电作动器模型的输入为直流电压、直流电流，输出为力和直线速度，其他的外 部参数作为模型的外部输入参数，或设置成默认参数。
[0013] 本发明还提供了一种基于能量特征的机电作动器的模型，其特征在于包括顺次串 联的电能变换器、电动机和旋转-直线变换器三个功率可观测的功率模块，以及一个闭环 反馈模块，闭环反馈模块连接在旋转-直线变换器和电能变换器之间，机电作动器模型的 输入为直流电压、直流电流，输出为直线力和直线速度；其中电能变换器的输入为直流电 压、直流电流，输出为交流电压、交流电流，电动机的输入为电能变换器输出的交流电压、交 流电流，输出为转矩、转速，旋转-直线变换器的输入为电动机输出的转矩、转速，输出为力 和直线速度，闭环反馈模块的输入为旋转-直线变换器输出的直线速度，输出为电能变换 器的电压控制信号；机电作动器模型的其他外部输入或默认设置的参数包括：电能变换器 的效率、电动机的效率、旋转-直线变换的效率、电能变换器的输入等效电阻、等效电容、电 动机的转动惯量、直线运动质量、位移给定、负载力，电压/转速比、转速/线速度比、电压放 大系数、积分系数、电压限幅参数；机电作动器模型中各受控关系以受控电压源或受控电流 源的形式反映。
[0014] 本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0015] 本发明基于部件能够实现的具体功能在其输入输出端表现出来的能量特征进行 建模，不需要分析机电作动器的具体结构，不仅工作量小、建模速度快，而且模型结构简单 通用、运行速度快，利用本发明方法建立的模型能够反映功率的输入输出关系，具有与电网 之间的规范化的功率接口，适合于多电飞机电气负载的仿真，能真实地反映出机电作动器 对电网功率的影响。
【附图说明】
[0016] 图1整个机电作动器的结构分割图；
[0017] 图2电能变换器的输入-输出能量关系图；
[0018] 图3电动机的输入-输出能量关系图；
[0019] 图4旋转机械的输入-输出能量关系图；
[0020] 图5旋转-直线运动变换装置的输入-输出能量关系图；
[0021] 图6整个机电作动器模型图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
[0023] 如图1，本发明方法将机电作动器分割成电能变换器、电动机和旋转-直线变换器 三个功率模块和一个闭环反馈模块，机电作动器的输入为直流电压和直流电流；输出为直 线速度和直线力。
[0024] 如图2,电能变换器的输入为直流电压Uin和直流电流I in，输出为三相交流电压U1 和电流I1，电能变换器中的储能元件吸收的功率为Pic，可以用电阻R1和电容C i串联构成的 电路模拟储能元件，其在电压上升过程中储能，在电压下降过程中释放电能；电能变换器输 入功率Sp 1，输出功率为p2,队为输出相电压有效值，I2为输出电流有效值，在每个稳态功 率点的效率曲线为h 1。电能变换器的输出电压与频率成正比，而频率与电动机的转速、机电 作动器的输出直线速度成正比，因此电能变换器的输出电压与直线速度V