【摘 要】
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近年来,电动飞机逐渐成为航空航天领域的研究热点之一。驱动系统作为电动飞机中的关键部分,其性能对飞机的性能起着决定性的作用,因此在实际工程中需要有效的控制策略,以保证电动飞机电推进系统运行的高性能及高可靠性。永磁同步电机由于其高效率、高可靠性等优点成为电动飞机驱动电机的首选。本文利用矢量控制原理、稳定性理论、空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）等,分别研究正常及故障工况下电动飞机电推进系统的控制问题,
【基金项目】
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辽宁省教育厅“某双座电动飞机驱动电机控制关键技术研究（JYT19002）”；
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近年来,电动飞机逐渐成为航空航天领域的研究热点之一。驱动系统作为电动飞机中的关键部分,其性能对飞机的性能起着决定性的作用,因此在实际工程中需要有效的控制策略,以保证电动飞机电推进系统运行的高性能及高可靠性。永磁同步电机由于其高效率、高可靠性等优点成为电动飞机驱动电机的首选。本文利用矢量控制原理、稳定性理论、空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）等,分别研究正常及故障工况下电动飞机电推进系统的控制问题,给出基于滑模控制、三相四开关容错控制的永磁同步电机控制策略,并进行实际硬件平台验证,主要内容包括:（1）在正常飞行工况下,为提高电动飞机动态性能,改善传统滑模控制器存在的超调量大,运动品质不理想问题,提出一种改进的电动飞机永磁同步电机滑模控制方法。以传统指数趋近律为基础设计改进型趋近律下的滑模控制器,采用遗传算法确定滑模控制器参数值,实现优化控制。在转速突变的飞行工况下对比传统滑模控制器（SMC）与改进滑模控制器（GA-SMC）的控制表现,结果表明本文所提方法能有效减小系统抖振与超调量,缩短调节时间。（2）在出现故障的飞行工况下,为保证电动飞机的安全性,提出一种电动飞机永磁同步电机容错控制方法。当系统中逆变器发生故障时,由于“三段式”SVPWM方法存在磁链自由度较小的问题,设计“五段式”SVPWM调制的方法以提高自由度。结合GA-SMC控制器,提出一种基于“五段式”三相四开关的电动飞机永磁同步电机改进滑模容错控制策略。通过仿真证明所提方法可保证系统控制的稳定性,确保飞行的安全性。（3）针对电动飞机电推进系统的实际需求,搭建基于TC1728的电驱动系统地面实验平台,完成硬件总体框架设计及选型,并利用Infineon专用开发软件进行软件设计,完成地面转速系统实验验证,得到实验结果,将采集到的数据通过Matlab绘制波形曲线,通过实际平台验证本文所提控制算法的可行性。
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