Исследование динамических режимов бортового авиационного выпрямителя

Объектом исследования является бортовой авиационный выпрямитель на основе преобразователя с высокочастотным звеном. Цель работы – разработать имитационную модель бортового авиационного выпрямителя, провести проверку на адекватность полученной системы и
исследовать динамические режимы выпрямителя.

Реферат …………………………………………………………………………………………………………… 12
Введение …………………………………………………………………………………………………………. 13
1. Выпрямительное устройство на летательных аппаратах …………………………….. 14
2. Моделирование………………………………………………………………………………………….. 19
2.1. Обзор программного обеспечения для моделирования бортового
выпрямителя……………………………………………………………………………………………………. 19
2.2. Проектирование модели ………………………………………………………………………….. 21
2.2.1. Имитационная модель бортового выпрямителя в разомкнутой системе … 21
2.2.2. Имитационная модель бортового авиационного выпрямителя с
управляемыми транзисторами …………………………………………………………………………. 27
2.2.3. Имитационная модель бортового выпрямителя в замкнутой системе под
нагрузкой ………………………………………………………………………………………………………… 34
3. Описание системы с позиций теории автоматического управления …………….. 41
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ …………………………………………………………….. 46
4.1. Потенциальные потребители результатов исследования ………………………….. 46
4.2. Анализ конкурентных технических решений …………………………………………… 46
4.3. SWOT-анализ………………………………………………………………………………………….. 48
4.4. Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………………………. 52
4.5. Методы коммерциализации результатов научно-технического исследования
4.6. Инициация проекта …………………………………………………………………………………. 54
4.7. Планирование управления научно-техническим проектом ………………………. 56
4.8. Определение трудоемкости выполнения работ ………………………………………… 57
4.9. Разработка графика проведения технического проекта ……………………………. 59
4.10. Бюджет научного исследования ……………………………………………………………. 61
4.10.1. Расчет материальных затрат …………………………………………………………………. 61
4.10.2. Оборудование для научных (экспериментальных) работ ………………………. 62
4.10.3. Основная заработная плата …………………………………………………………………… 63
4.10.4. Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала 64
4.10.5. Отчисления на социальные нужды 30% ………………………………………………… 65
4.10.6. Затраты на накладные расходы …………………………………………………………….. 65
4.10.7. Формирование сметы затрат технического проекта ………………………………. 66
4.11. Определение ресурсоэффективности проекта ……………………………………….. 66
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ……………………………………………………… 69
5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………….. 69
5.2. Производственная безопасность ……………………………………………………………… 71
5.3. Экологическая безопасность …………………………………………………………………… 81
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………… 82
Приложение A…………………………………………………………………………………………………. 89
Заключение……………………………………………………………………………………………………… 84
Реферат

Магистерская диссертация содержит пояснительную записку,
включающую 96 страниц, 38 рисунков, 29 таблиц, 23 источника, 1 приложение.
Ключевые слова: летательные аппараты, бортовой выпрямитель,
преобразователь частоты, инвертор, полупроводник, электроника, Matlab
Simulink, ВКР.

Объектом исследования является бортовой авиационный выпрямитель на
основе преобразователя с высокочастотным звеном.

Цель работы – разработать имитационную модель бортового авиационного
выпрямителя, провести проверку на адекватность полученной системы и
исследовать динамические режимы выпрямителя.

В результате исследования было выбрано программное средство для
создания системы, исследованы и проверены режимы работы бортового
выпрямителя

Область применения: электрооборудование летательных аппаратов.

В данной магистерской диссертации была реализовано создание модели
бортового авиационного выпрямителя в программном обеспечении Matlab
Simulnk и исследованы его динамические режимы.

Модель бортового выпрямителя была исследована в разомкнутой и
замкнутой системе. С помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) можно
регулировать выходное напряжение путем изменения коэффициента заполнения.
В результате моделирования переходный процесс составляет на выходе
выпрямителя составляет 1∙10-3 с.

.Модель дает возможность проверить множество режимов работы,
обнаружить «неочевидные», которые не были учтены при аналитическом
рассмотрении задачи. При «сбросе-набросе» нагрузки выходное напряжение
находится в пределах допустимого. На графиках отсутствует признаки
возбуждения системы, все процессы устойчивы. Выбросы напряжения не
превышают требования ГОСТ Р 54073- 2017.

Правильно спроектированная система автоматического управления должна
работать устойчиво при всех различных внешних возмущениях. Для проверки
системы на устойчивость используем критерий Найквиста. Перерегулирование
отсутствует. Система устойчива.

Для сборки аналогичных моделей других объектов, достаточно изменить
несколько параметров блоков соответствующих устройств или заменить
компоненты модели на необходимые при решении поставленной задачи.

Полученные результаты по моделированию совпадают с результатами
теоретических данных, что говорит о том, что расчеты полупроводниковых
устройств выполнены верно.
В разделе социальной ответственности были проанализированы опасные и
вредные факторы при исследовании бортового выпрямителя как элемента
системы электроснабжения летательного аппарата, а также методы защиты от
них. Были проанализированы вопросы производственной безопасности,
экологической безопасности, безопасности при чрезвычайных ситуациях, а также
правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. К каждому
разделу прописаны нормативные документы, которыми нужно руководствоваться
при исследовании, моделировании.

1.Функциональные системы летательных аппаратов. Электрическое и
электронное оборудование: учебное пособие / А.Г. Гарганеев, Л.К. Бурулько, В.П.
Петрович, А.П. Леонов; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2016. – 240 с.
2.Синдеев И.М., Куприн Б.В., Рунов К.Д. Системы электроснабжения
летательных аппаратов. – М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1975. – 205 с.
3.Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов, Том
1. Системы электроснабжения летательных аппаратов / под ред. С.А. Грузкова. –
Москва : Издательство МЭИ, 2016. – 568 с.
4.Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов, Том
2. Элементы и системы электроснабжения летательных аппаратов / под ред. С.А.
Грузкова. – Москва : Издательство МЭИ, 2016. – 552 с.
5.Герман-ГалкинС.Г.Компьютерноемоделирование
полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. — СПб.: КОРОНА
принт, 2001. — 320 с ил.
6.Обзор пакетов прикладных программ электронного проектирования. –
[Электронный ресурс]. URL: http://docplayer.ru/27164790-Obzor-paketovprikladnyh-
programm-elektronnogo-proektirovaniya.html.
7.КоняхинС.Ф.Исследованиеиразработкабортовых
трансформаторно-выпрямительных устройств с многоканальным преобразующим
трактом. Москва,2006.
8.В.П.Петрович,Н.А.Воронина,А.В.Глазачев.Силовые
преобразователиэлектрическойэнергии.Томск:Изд-воТомского
политехнического университета, 2009. – 240 с.
9.Финансовыйменеджмент,ресурсоэффективностьи
ресурсосбережение: учебно-методическое пособие / Н.А. Гаврикова, Л.Р.
Тухватулина,И.Г.Видяев,Г.Н.Серикова,Н.В.Шаповалова;Томский
политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2014. – 73 с.
10. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред.
от 29.12.2020).
11. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя.
Общие эргономические требования.
12. ГОСТ 12.0.003-2015. ССБТ. Опасные и вредные производственные
факторы. Классификация.
13. СанПиН 2.2.4.548–96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений.
14. ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
15. СП 51.13330.2011 Защита от шума.
16. СП52.13330.2016Естественноеиискусственноеосвещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.
17. ГОСТ Р 50923-96. Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие
эргономические требования и требования к производственной среде. Методы
измерения
18. Правила устройства электроустановок / 7-е изд.. перераб. и доп. – М.:
Кнорус, 2012. 488 c.
19. ГОСТ12.1.038–82ССБТ.Электробезопасность.Предельно
допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.
20. Безопасность жизнедеятельности. Расчёт искусственного освещения.
Методические указания к выполнению индивидуальных заданий для студентов
дневного и заочного обучения всех направлений и специальностей ТПУ. – Томск:
Изд. ТПУ– 16 с.
21. ГОСТ Р 53691-2009 Ресурсосбережение. Обращение с отходами.
Паспорт отхода I-IV класса опасности. Основные требования.
22. Правительство РФ: Постановление от 28.12.2020 г. №2314 “Об
утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части
осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление,
использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых
может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным,
растениям и окружающей среде”
23. ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования»