● 摘要
本论文以典型的直升机电源系统和配电系统为研究对象，在已有的理论分析和仿真建模的基础上，搭建了完整的供配电数学模型并进行了全数字仿真分析，同时采用软硬件结合的方式和虚拟仪器技术，搭建了以RT-LAB软硬件开发环境为核心的具有一定通用性的先进直升机供电系统半实物仿真测试平台。围绕整体设计，本课题主要开展了以下工作：
首先，对电源系统和配电系统的结构进行了分析，选择了三级无刷同步发电机和常用配电系统作为典型的研究对象，分析了数学模型和设计原理，在MATLAB环境下，搭建了电源系统和配电系统的仿真模型，将二者结合，完成了供电系统数学模型的搭建。
其次，按照国军标GJB181A-2003对于供电系统的相关规定，对供电系统Simulink模型进行了仿真实验，包括稳态和瞬态仿真实验以及一次配电和二次配电在故障状态下的自我调节性能实验，分析了供电系统电压和电流波形，并计算了电压的调制幅度、电压不平衡度、波峰系数和稳态频率等指标，验证了供电系统模型的正确性。
然后，对供电系统Simulink仿真模型按照RT-LAB建模规则进行处理，导入RT-LAB仿真平台，按照操作流程，进行供电系统的实时仿真实验，并将仿真结果与Simulink环境下的仿真结果进行对比分析。
最后，设计供电系统的功率级半实物仿真系统。在电源系统模型中，引入可控电源，设计电压和电流调理板，结合RT-LAB，实现三级无刷同步发电机闭环运行的功率级仿真；在配电系统中，将断路器设备用实物继电器代替，并设计继电器驱动电路，实现配电系统的功率级仿真。按照供电系统功率级仿真的设计结构，对RT-LAB接口进行设置，将电源系统、配电系统实物与RT-LAB结合，实现直升机供电系统的功率级半实物仿真。
本文搭建的直升机供电系统功率级半实物仿真平台具有通用性和和易控性等特点，可通过修改模型参数和外部硬件接线方式，实现对多种供电系统结构的仿真分析，这对机载供电系统的设计和研发具有重要意义。