题目：多电飞机用电系统的稳定性分析

 

飞机上次级能源使用电的形式代替，产生了多电飞机的概念。多电飞机上电作动器等恒功率负载的广泛应用，会造成供电系统的不稳定，使得对飞机电网的稳定性研究变得十分重要。飞机电网的稳定性，是多电飞机供电系统良好工作的一个前提条件。恒功率负载的突加突卸，容量的增大，电源幅值的变化，给稳定性问题提出了挑战。本文对该问题进行研究，分析其成因等导致稳定性变化的因素。此外，还进一步探讨了与稳定性相关的兼容性问题。

研究稳定性问题，需要对现有的多电飞机进行用电负载的调研，在此基础上建立多电飞机用电系统的物理模型。本文主要研究变频交流多电飞机的相关稳定性问题，因此主要针对多脉波ATRU系统进行建模。文章建立了12脉波ATRU，18脉波ATRU和24脉波ATRU的Simulink仿真模型。对模型进行了大量的测试和验证，以及带不同负载下的工作特性。此外，在ATRU系统建模的基础上建立多电飞机供电系统集成仿真模型。模型能够用于验证与稳定性相关的负载突加突卸，负载与供电系统的兼容性问题等。

在数理建模方面，考虑了线路分布参数存在时候，多电飞机12脉波ATRU的状态空间平均模型的建立。该模型具有强的非线性，较为复杂，能够为稳定性的量化分析提供依据。

稳定性分析方面，首先利用Bryton-Moser判据进行分析，对大扰动存在下不带线路参数的12脉波ATRU进行了稳定性的分析，找出了稳定性的相关条件。其次研究了多脉波ATRU自耦变压器原边漏感等线路集总参数对稳定性的影响。结果表明，线路电感的存在会极大的影响系统的稳定性，因此需要严格控制漏感的大小。其成因是系统等效直流电路的直流电阻随负载值的变化呈现非线性变化。最后，研究系统集成仿真的稳定性相关的系统兼容性问题，找到了多负载配合时候的兼容性规律，该规律表现为局部单调。

与稳定性相关的还有系统的复杂程度。ATRU越复杂，那么系统的网侧电能质量越好。但是，经过分析发现，这种规律与稳定性规律是矛盾的。系统越复杂，稳定性越不好。所以，需要在两者之间进行取舍。