[发明专利]一种非线性自抗扰飞机电网相位角度跟踪器

说明书

本发明属于与航空电气与电力技术领域，提供了一种非线性自抗扰飞机电网相位角度跟踪器，用于估计飞机电网交流电侧的电网相位角度，由于飞机电网中同轴发电机内置于航空燃气涡轮发动机压气机内部，由于同轴发电机直接和航空燃气涡轮发动机进行耦合，故同轴发电机的交流电频率随着航空燃气涡轮发动机的转速变化而变化。本发明将非线性自抗扰技术应用到多电飞机电网的相位角度跟踪，操作简单，准确率高，并可实现电网相位角度的高精度跟踪。该方法具有一定的拓展性，可推广到其它领域。

技术领域

本发明属于与航空电气与电力技术领域，具体涉及一种飞机电网相位角度跟踪器。

背景技术

随着飞机电气程度的不断提高，多电飞机应运而生，多电飞机能降低航空煤油消耗率，提高航空发动机的工作效率，降低氮氧化物排放量，电网是多电飞机的重要组成部分。飞机电网一方面为飞控系统、环境控制系统等提供电源，另一方面为飞机起动/发电一体机提供电源，其性能好坏直接影响飞机系统的工作状态，甚至会影响飞机的安全性和可靠性。电网相位角度的跟踪是飞机电网系统的重要工作之一，一旦电网相位角度跟踪不准确，就会影响飞机电网的工作安全，造成电网质量下降，轻则损坏飞机电气设备，重则影响到飞机的飞行安全。因此，尤其是在电网存在谐波干扰的情况下，对飞机电网角度的准确跟踪是非常有价值的，能提高飞机电网的稳定裕度。

在飞机电网相位角度跟踪器方面，国内外公开发表的文献都是基于比例积分方法或者比例积分微分方法设计电网相位角度跟踪器。特别是在电网存在快变正弦谐波干扰的情况下，目前已有的方法不能很好地抑制谐波对飞机电网角度的干扰。同时，目前的电网相位角度跟踪器大多基于单一电网工作频率，而对于多电飞机的电网，其频率在360-800Hz范围内变化，电网频率的变化也会影响到电网相位角度跟踪器的跟踪精度，目前已有的方法不能满足飞机电网相位角度高精度跟踪的要求。

对于飞机电网相位角度跟踪器而言，当前的设计方法已经渐渐满足不了工程的实际需要。因此，探索出一种有效且适用于工程实践的高精度电网相位角度跟踪器设计方法成为一个亟需解决的问题。飞机电网相位角度的高精度跟踪也因此具备了广阔的研究和应用前景。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的操作繁复，效率低下，电网相位角度跟踪精度不高的问题，而提出的一种非线性的电网相位角度高精度跟踪的方法。

一种非线性自抗扰飞机电网相位角度跟踪器，包括以下步骤：

第一步，飞机电网的建模；

第二步，根据飞机电网模型设计电网相位角度跟踪器；

第三步，电网相位角度跟踪的误差分析。

现具体阐述如下：

第一步，飞机电网的建模；

步骤1：为了便于分析，首先定义坐标系；

步骤2：根据通用多电飞机标称电网参数，得到多电飞机标称电网模型；

步骤3：在步骤1的基础上，在考虑电网电压幅值不平衡、电网高次谐波和直流偏置的情况下，得到多电飞机非标准电网模型；

第二步，根据飞机电网模型设计电网相位角度跟踪器；

步骤4：考虑电网电压幅值不平衡的条件，得到电网电压幅值不平衡与电网相位角度之间的数学表达式；

步骤5：考虑电网高次谐波，得到电网高次谐波与电网相位角度之间的数学表达式；

步骤6：考虑电网直流偏置，得到电网直流偏置与电网相位角度之间的数学表达式；

步骤7：为了将步骤4、步骤5和步骤6推导的模型信息进行整理，得到非线性自抗扰控制器设计所需的标称模型；

步骤8：基于步骤7设计非线性自抗扰电网相位角度跟踪器；