基于飞机电力系统动态特性的广义状态空间平均建模方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于飞机电力系统动态特性的广义状态空间平均建模方法，包括步骤有依据飞机电力系统结构，建立飞机电力系统各环节的时变非线性微分方程；依据上步骤微分方程，确定状态变量，并对状态变量进行傅里叶分解，得到傅里叶系数描述的状态变量；将所得到的傅里叶系数状态变量代入微分方程，得到飞机电力系统的广义状态空间平均模型；依据飞机的不同飞行工况，分析飞机电力系统不同时间尺度的动态特性；依据动态特性对飞机电力系统的广义状态空间平均模型进行化简。有益效果是该建模方法，能甄别飞机电力系统的运行工况及动态特性，在系统分析和设计中可代替时域模型，在稳态时可简化为状态空间平均模型，具有良好的工程精度，又具有快速的分析能力，适用于不同机型的稳态、暂态分析领域。

Generalized state space average modeling method based on dynamic characteristics of aircraft power system

The invention relates to a generalized state space averaging method based on the dynamic characteristics of the power system of the aircraft, including the steps according to the aircraft electric power system structure, the establishment of the link of the aircraft electric power system nonlinear differential equation; differential equation on the basis of steps, determine the state variables, and the state variables of a Fu Liye decomposition, get the state variables of Fu Liye coefficient describe the state variables into the Fu Liye coefficient; differential equations are obtained, the generalized state space average model of aircraft power system; according to the different flight conditions of the aircraft, the dynamic characteristics of different time scale analysis of aircraft power system; simplified generalized state space average model according to the dynamic characteristics of the aircraft power system. The beneficial effect of the modeling method, can operation screening of the aircraft electric power system and the dynamic characteristics, can replace the time domain model in system analysis and design, in the steady state can be simplified as the state space average model has good engineering accuracy, but also has rapid analysis, suitable for different models of steady and transient analysis field.

【技术实现步骤摘要】
基于飞机电力系统动态特性的广义状态空间平均建模方法
本专利技术涉及一种飞机电力系统建模方法，尤其涉及一种基于飞机电力系统动态特性的广义状态空间平均建模方法，通过傅里叶系数状态变量阶数的设置，可反映飞机电力系统不同时间尺度的动态特性。
技术介绍
为节约能源、降低成本及改善机载系统的性能，现代飞机越来越多地采用电能取代传统飞机上的液压、气压能源，即将发动机直接驱动的机械、液压和气动驱动的负载更换为电气驱动负载。由此提出的“多电飞机(MoreElectricAircraft)”概念，已成为飞机工业发展的主流趋势。伴随着多电飞机的发展及日益成熟，飞机电力系统在飞机中的重要性日益凸显。飞机电力系统包括飞机电源系统、飞机配电系统、机上用电设备三部分：飞机电源系统是机上用来产生电能的设备组合，包括主电源、辅助电源、应急电源和二次电源等；飞机配电系统是机上用来传输、分配、转换和控制电能的设备和线缆按一定方式进行的组合，也称飞机电网，主要包括电力传输导线和电缆、防止导线和设备受短路或超载危害的保护装置、配电装置、二次电源、用电设备的控制和转换装置及电源检查仪表等；机上用电设备是指依靠电能工作的设备。飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于飞机电力系统动态特性的广义状态空间平均建模方法，所述广义状态是以傅里叶变换为基础的一种建模方法，该方法包括以下步骤：A、依据飞机电力系统结构，建立飞机电力系统中电源系统、配电系统、机载用电设备的时变非线性微分方程，确定飞机电力系统时变非线性微分方程的状态变量：

【技术特征摘要】
1.一种基于飞机电力系统动态特性的广义状态空间平均建模方法，所述广义状态是以傅里叶变换为基础的一种建模方法，该方法包括以下步骤：A、依据飞机电力系统结构，建立飞机电力系统中电源系统、配电系统、机载用电设备的时变非线性微分方程，确定飞机电力系统时变非线性微分方程的状态变量：其中，为系统状态变量，Ψ为系统状态变量矩阵，为n×n阶矩阵，u＝[u1,u2,…,um]T为系统代数变量，Γ为系统代数变量矩阵，为n×m阶矩阵；B、依据步骤A所确定的飞机电力系统时变非线性微分方程的状态变量，对状态变量χ进行傅里叶分解，对任一时变状态变量xi(τ),在任一区间τ∈[t-T,t]中，均能够用时变傅里叶级数表示：其中：<xi>k(τ)为傅里叶系数，反映系统的动态特性，N为傅里叶级数的阶数，N越大则模型越精确，则第k阶傅里叶系数表示为：C、根据得到的傅里叶系数<xi>k(τ)，引入新的状态变量矩阵Q，为n×(2N+1)行1列矩阵，Q矩阵各元素如下所示：k＝0时,<xi>0(τ)＝qik≠0时，<xi>k(τ)＝qn(2k-1)+(2i-1)+jqn(2k-1)+2i其中：qi,qn(2k-1)+(2i-1),qn(2k-1)+2i均为新引入的状态变量矩阵Q中的元素；D、对步骤A得到的飞机电力系统时变非线性微分方程进行k阶傅里叶分解，得到：k＝0时：k≠0时，

【专利技术属性】
技术研发人员：杨占刚，徐萌，赵宏旭，荆涛，石旭东，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12