● 摘要
随着直升机技术水平的显著提高，机载电气系统结构也日益复杂。仅仅使用全数字仿真、动态测试和有限的飞行试验不足以保证电气系统性能的良好性, 为了降低飞行试验的风险, 缩短研制周期, 半实物仿真将成为未来仿真技术的发展趋势。
本论文以电气/机械混合四余度无刷直流电动机（Brushless DC Motor，BLDCM）伺服系统为研究对象，利用半实物仿真平台RT-LAB，对该伺服系统的动态性能进行研究，并验证半实物仿真方法的有效性和准确性。论文的主要研究内容如下：
（1）BLDCM电感参数的解析计算方法。该解析法基于多回路理论及气隙磁导系数和磁动势的概念，充分考虑了转子凸极效应、气隙谐波磁势和气隙谐波磁导对气隙磁场的影响。利用该方法计算了电气/机械混合四余度BLDCM的电感参数，并验证了该解析法的有效性，从而为电机的精确建模奠定了基础。
（2）电气/机械混合四余度BLDCM伺服系统的全数字仿真。根据电机的特点和数学模型，在Matlab环境下搭建了该伺服系统转速、电流双闭环的仿真模型，仿真得到了该伺服系统的突加突卸负载和余度切换的动态性能。
（3）电气/机械混合四余度BLDCM伺服系统的实时仿真。在熟悉了半实物仿真平台RT-LAB软硬件架构的基础上，总结了RT-LAB应用系统的操作流程，并在RT-LAB环境下仿真得到该伺服系统的动态性能。
（4）电气/机械混合四余度BLDCM（单个余度）伺服系统硬件在回路的半实物仿真。按照RT-LAB建模规则，搭建了该四余度电机单个余度的仿真模型；设计了以DSP TMS320F28335为核心的单余度电机控制器和信号调理电路；在CCS3.3开发环境下，完成了电机控制软件部分的设计。在此平台上，对该伺服系统进行了余度切换和突加给定转速的动态性能仿真，通过改变单余度电机的负载转矩，可以模拟该四余度电机的的动态响应，并与全数字仿真和实时仿真的结果进行了对比分析，验证了半实物仿真方法的准确性和有效性。