[发明专利]一种基于RT-LAB的多电飞机电机控制器分时复用半物理试验系统

说明书

本发明提出一种基于RT‑LAB的多电飞机电机控制器分时复用半物理试验系统，包括RT‑LAB仿真系统、电机及驱动电路物理模拟系统、模型补偿系统、DSP+FPGA控制物理系统以及接口转换物理系统。本发明搭建的半物理试验系统可实现通用电机控制器实物与多种类型电机模型的半实物交联仿真测试，其测试结果的置信度高于传统通用电机控制器分时复用测试系统中的纯数字仿真方法，其测试时间成本和费用成本远远低于传统通用电机控制器分时复用测试系统中的物理测试方法。而且本发明中的模型补偿系统能够解决了RT‑LAB硬件采样频率对宽转速范围差电机伺服控制的限制问题。

技术领域

本发明属于半物理试验技术领域，涉及一种基于RT-LAB的多电飞机电机控制器分时复用半物理试验系统。

背景技术

在多电/全电技术的推动下，在飞机装备对高可靠性、高安全性、易维护性等需求牵引下，在应用领域日趋扩大的民用航空和通用航空需求催生下，电能正在逐渐取代其他形式的能源，成为飞机机载能源的主要形式。但是机载用电设备具有多样性以及专用性等特征，以电环控系统、电动液压泵系统等机载电驱动系统为例，其驱动电机类型、容量、转速范围、驱动功能及性能要求等各不相同，如果针对各系统配备专用的控制器，且需要考虑到控制器的整机冗余备份，就会使得飞机上同时装备的各种控制器数量繁多，这不仅增大了机载电驱动系统的复杂程度，同时也增加了重量和体积。因此，分时复用控制技术是多电飞机电力系统关键技术之一，电机控制器根据飞机的驱动需要驱动不同的电驱动负载，实现其分时复用功能，以提高系统功重比，降低死重。

在多电飞机中采用分时复用控制技术的系统主要由分时复用通用电机控制器、起动/发电机、电动液压泵电机、电环控电机等配套组成。分时复用通用电机控制器根据飞机的飞行时序，在飞机起动阶段作为发动机的起动控制器，当完成发动机电起动后，按照机载上层管理系统确定的用电时序，作为电环控电机控制器或电动液压泵电机控制器复用使用。采用分时复用技术在一定程度上增加了系统的复杂性，检测算法的多样性、控制策略的融合程度和调制算法的差异都需要进行充分的验证以确保控制的可靠性。再加上该技术拟应用于航空领域，其安全性和稳定性是重中之重，故需要对系统进行严格的测试，以确保装机安全。

传统的多电飞机电机控制器分时复用测试系统包括物理测试方法和纯数字仿真方法。物理测试方法需要搭建整个测试系统平台，包括电机控制器所需要控制的所有对象实体。对于多电飞机分时复用系统而言，包括起动/发电机、电环控电机和电动液压泵电机、拖动台等，设备费用高，建设周期长，场地限制大，可扩展和兼容性较低。而纯数字仿真方法则无法做到实时仿真，对分时复用运行的实际情况模拟能力较差，仿真结果置信度较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种基于RT-LAB的多电飞机电机控制器分时复用半物理试验系统，建立电机控制器实物与多种类型电机模型的半实物交联仿真试验系统，解决传统的电机控制器分时复用测试在实际研发过程中存在的问题，提高电机控制器分时复用功能的开发测试效率、降低产品研制成本并提升试验系统的兼容性和扩展性。

本发明的技术方案为：

所述基于RT-LAB的多电飞机电机控制器分时复用半物理试验系统，包括RT-LAB仿真系统、电机及驱动电路物理模拟系统、模型补偿系统、DSP+FPGA控制物理系统以及接口转换物理系统；

所述RT-LAB仿真系统用于提供通用电机控制器分时复用测试的实时仿真环境，为电机及驱动电路物理模拟系统、模型补偿系统和DSP+FPGA控制物理系统以及接口转换物理系统之间提供数据交互功能；

所述电机及驱动电路物理模拟系统用于建立电机控制器的被控对象，实现对被控对象复杂工况运行的模拟；

所述模型补偿系统与物理系统配合，实现实物控制器对高转速电机模型的精确伺服调速控制；

所述DSP+FPGA控制物理系统用于实现通用电机控制器分时复用控制功能；