目前,270V高压直流起动/发电技术成为我国新一代战机发展重要研究技术。永磁同步电机由于高可靠性、结构简单、功率体积之比大等优点,迅速成为国内外学者研究的热点。航空发动机本身无法自己起动,永磁同步电机作为电动机拖动航空发动机起动,当航空发动机成功点火起动后,作为原动机拖动永磁同步电机发电运行,为飞机上设备提供电源。不足之处就是永磁同步电机磁场调节困难,不能通过调节励磁来改变输出电压,大大限制了它的范围。其电机输出电压只能通过改变电机转速来实现,当发动机拖动永磁同步电机转速时,输出电压和频率时刻在变化,只能通过后级的整流稳压装置来输出稳定的直流母线电压。首先,详细说明了航空永磁起发电稳压系统的工作过程、性能指标和各个组成的子模块。分析内置式永磁同步电机的数学模型和电动状态下的矢量控制原理,并且提出了在发电状态下矢量控制运行的制约方程;针对永磁同步电机在高转速发电状态下反电势过大导致直流母线电压过高的问题,提出了电压反馈法和单电流调节器两种弱磁方法,并列举出各自的优缺点;最后对常用的不控整流电路以及升降压斩波电路进行分析。其次,分析三相PWM整流器的数学模型,对d、q轴电流调节器进行了解耦控制计算,搭建了基于电压反馈法与单电流调节器的弱磁稳压航空永磁同步电机发电系统仿真模型,仿真验证了中高速下发电系统输出稳定直流270V电压;对不控整流+升降压斩波电路进行仿真分析,得出在较宽转速范围内输出电压不能恒定的结论;针对电机低转速下输出电压低的问题,同时对比各个整流稳压方法的优缺点,提出初级PWM整流次级升降压斩波电路两级稳压控制策略并搭建Simulink仿真模型。仿真结果表明在较宽转速范围内系统输出直流母线电压恒定,动态响应快,满足航空电源标准。最后通过实验验证这一结论。最后分析了电机电流谐波的危害,提出将比例谐振控制器和重复控制器代替PI控制器,对主要存在的5次、7次等谐波进行补偿,搭建模型仿真分析后分别与PI控制器下的三相电流进行傅里叶分解比较,谐波含量从2.57%降为2.02%和1.47%,比不控整流谐波含量降低更多。