电源系统稳定性的制作方法

电源系统稳定性的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电源系统稳定性。一种为稳定电源系统(1210)建立经过验证的稳定设计(475)的方法和装置。建立电源系统(100)的初始设计(412)。电源系统(100)的初始设计(412)满足设计要求(414)。电源系统(100)的初始设计(412)针对电源系统(100)的多个仿真工况(426)进行仿真以产生仿真数据(421)。电源系统(100)的稳定设计(437)的稳定性参数要求(436)根据仿真数据(421)建立。电源系统(100)的稳定设计(437)的硬件实现被测试以产生硬件测试数据(472)。电源系统(100)的稳定设计(437)通过使用硬件测试数据(472)验证，以建立电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)。
【专利说明】电源系统稳定性

【技术领域】
[0001]本公开一般涉及用于设计电源系统的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于设计稳定电源系统以及用于评估配备有直流电力转换设备和有源直流负载的三相交流电力系统的稳定性的系统和方法。

【背景技术】
[0002]飞行器可以采用各种电子设备和系统执行飞行器上的各种功能。飞行器上的电子设备和系统的电力可以由飞行器电源系统提供。飞行器电源系统可以包括若干发电机以及各种配电和转换系统。例如，飞行器上的电源系统可以包括由飞行器发动机驱动的若干发电机。
[0003]电源系统的稳定性可以定义为系统经受干扰后重新获得正常的平衡状态的能力。理想的是飞行器上的电源系统可以被设计为稳定的。
[0004]飞行器上的许多电气负载可以使用稳压电子装置以提高效率、电力质量和电力密度。这种电气负载会以不希望的方式影响飞行器上的电源系统的稳定。
[0005]可以期望优化飞行器上的电源系统，以保证电力效率、密度和质量的稳定性。此夕卜，不优化飞行器上的电源系统会增加成本。不是最佳的电源系统会是过度设计的、更重的并具有较大体积装载要求。因此，配备有不是最佳的电源系统的飞行器在操作期间会使用更多的燃料。在这个燃料成本不断增加的时代，具有解决这一问题的解决方案变得更加重要。类似地，不是最佳的电源系统会需要更频繁的维修并且这种系统的部件会需要更经常地修理和更换。因此，这种系统会具有较高的生命周期成本。
[0006]优化飞行器上的电源系统的稳定性会存在若干技术问题。用于分析电源系统设计的稳定性的目前可用的系统和方法会受限，并且不能对优化飞行器上的电源系统的稳定性的技术问题提供解决方案。
[0007]因此，具有考虑到上述讨论的一个或更多个问题以及可能的其他问题的方法和装置将是有益的。


【发明内容】

[0008]本公开的示意性实施例提供一种包括设计系统、仿真系统、稳定性评估系统和硬件测试系统的装置。设计系统经配置以建立电源系统的初始设计。电源系统的初始设计满足电源系统的设计要求。仿真系统经配置以针对电源系统的多个仿真工况仿真电源系统的初始设计，从而产生仿真数据。稳定性评估系统经配置以根据仿真数据建立电源系统的稳定设计的稳定性参数要求。硬件测试系统经配置以测试电源系统的稳定设计的硬件实现从而产生硬件测试数据。稳定性评估系统经配置以使用硬件测试数据验证电源系统的稳定设计，从而建立电源系统的经过验证的稳定设计。
[0009]本公开的示意性实施例还提供用于建立稳定电源系统的经过验证的稳定设计的方法。建立电源系统的初始设计。电源系统的初始设计满足电源系统的设计要求。针对电源系统的多个仿真工况仿真电源系统的初始设计，以产生仿真数据。根据仿真数据建立电源系统的稳定设计的稳定性参数要求。测试电源系统的稳定设计的硬件实现以产生硬件测试数据。使用硬件测试数据验证电源系统的稳定设计，以建立电源系统的经过验证的稳定设计。
[0010]本公开的示意性实施例还提供用于证实对稳定电源系统的设计的改变的方法。建立电源系统的初始设计。电源系统的初始设计满足电源系统的设计要求。针对电源系统的多个仿真工况仿真电源系统的初始设计，以产生仿真数据。根据仿真数据建立电源系统的稳定设计的稳定性参数要求。测试电源系统的稳定设计的硬件实现以产生硬件测试数据。使用硬件测试数据验证电源系统的稳定设计，以建立电源系统的经过验证的稳定设计。建立电源系统的经过验证的稳定设计的经过验证的仿真模型。使用经过验证的仿真模型通过仿真来证实对电源系统的经过验证的稳定设计的改变。
[0011]上述特征、功能和优点可在本发明的各种实施例中独立实现，或可以在其他实施例中组合实现，其进一步细节能够参考下面的描述和附图看出。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]被认为是示意性实施例的新颖特征的特点将在所附权利要求中阐述。然而，通过参考下面本公开的示意性实施例的详细描述，当结合附图阅读时，将最好地理解示意性实施例以及优选使用方式、进一步目的和特征，其中:
[0013]图1示出根据一个示意性实施例的飞行器上的电源系统的方框图；
[0014]图2示出根据一个示意性实施例的电源系统的方框图；
[0015]图3示出根据一个示意性实施例的直流电源系统的方框图；
[0016]图4示出根据一个示意性实施例的稳定性评估和设计系统的方框图；
[0017]图5示出非稳定电源系统中的母线电压的波形图；
[0018]图6是根据一个示意性实施例的稳定电源系统的源阻抗幅值限制的示意图；
[0019]图7是根据一个示意性实施例的电源系统的源阻抗相位边界的示意图；
[0020]图8示出电源系统中母线纹波电压的波形图；
[0021]图9示出根据一个示意性实施例的用于设计和评估电源系统的稳定性的过程的流程图；
[0022]图10示出根据一个示意性实施例的数据处理系统的方框图；
[0023]图11示出根据一个示意性实施例的飞行器制造和维护方法的方框图；和
[0024]图12示出根据一个示意性实施例的飞行器的方框图。

【具体实施方式】
[0025]不同的示意性实施例认识并考虑到若干不同的方面。当参考项目时，本文所用的“若干”是指一个或更多个项目。例如，“若干不同的方面”是指一个或更多个不同的方面。
[0026]不同的示意性实施例认识并考虑到:现代商用和其他飞行器可以配备包括相对高压的DC子系统的电源系统。例如，这种飞行器上的高压直流电源系统可以包括用于产生高压DC电的设备和电机控制负载。
[0027]不同的示意性实施例认识并考虑到传统商用飞行器电源系统可以不使用高压DC电和有源电机控制负载。因此，目前可用的用于分析和保证电源系统稳定性的系统和方法不能有效地用于分析和保证利用这种高电压DC电和有源电机控制负载的飞行器中的电源系统的稳定性。
[0028]因此，示意性实施例提供一种用于评估和保证包括高电压DC子系统的飞行器上的电源系统的稳定性的系统和方法。具体地，示意性实施例提供用于设计和评估配备有高电压DC电转换设备和由具有恒定电力汲取性质(draw nature)的电机控制器驱动的有源电机负载的稳定三相AC电源系统的系统和方法。
[0029]不同的示例实施方案还认识并考虑到，在这种设计变化在飞行器或其他交通工具上的电源系统中实施之前，出于安全或其他目的，可以证实飞行器或其他交通工具上的电源系统的设计变化。目前，这种证实通常可以由硬件测试执行。这种测试会是相对昂贵和耗时的。
[0030]因此，示例实施例提供一种用于产生电源系统的仿真模型以及用于使用飞行器或其他车辆上实施的电源系统的硬件验证仿真模型的系统和方法。仿真模型的验证确保仿真模型和硬件是等同的，并且电源系统的设计是完整的。经过验证的仿真模型可用于通过仿真而证实电源系统的设计变化。与通过硬件测试证实相比，这种通过仿真证实可以较廉价和省时。
[0031]现在转到图1，其根据一个示意性实施例示出飞行器上的电源系统的方框图。在此实例中，电源系统100可为飞行器102提供电力。
[0032]飞行器102可以是任何类型的飞行器。例如，但不限于，飞行器102可以是固定机翼、旋转机翼，或比空气轻的飞行器。飞行器102可经配置用于运载旅客、货物或乘客和货物，或者可以经配置用于执行任何其他操作或任务。飞行器102可以由航空公司、军事单位，或任何其他私人或政府实体操作。
[0033]飞行器102是其电力可以由电源系统100提供的交通工具104的一个实例。电源系统100可为除飞行器102之外的交通工具提供电力。例如，但不限于，交通工具104可以是经配置以穿越空气、在太空中、在陆地上、在水面上、在水下，或在任何其他操作环境或环境的组合中行进的任何交通工具。
[0034]交通工具104是其电力可以由电源系统100提供的平台106的一个实例。电源系统100可为除交通工具104之外的平台提供电力。例如，但不限于，平台106可包括任何固定或移动平台。
[0035]电源系统100可以包括交流(AC)电源系统108和直流(DC)电源系统110。AC电源系统108和DC电源系统110可以被称为电源系统100的子系统。
[0036]AC电源系统108可以是单相112或多相114的。例如，但不限于，AC电源系统108可以是三相电源系统。AC电源系统108可以经配置以为飞行器102上的各种AC负载116提供电力。AC负载116可被认为是AC电源系统108的部分。
[0037]DC电源系统110可以经配置以从AC电源系统108接收电力。例如，整流器或其他设备可经配置以根据AC电源系统108提供的AC电力为DC电源系统110提供DC电力。DC电源系统110可以经配置以为飞行器102上的各种DC负载118提供电力。例如，但不限于,DC负载118可包括由电机控制器驱动的各种电机、使用DC电力的其他负载或这种负载的各种组合。DC负载118可以被认为是DC电源系统110的部分。
[0038]电源系统100可以由稳定性126表征。稳定性126可以由电源系统100在正常操作期间以及在经受干扰之后保持或恢复正常平衡状态的能力来定义。保持或恢复正常平衡状态的电源系统100可被表征为稳定128。在正常操作期间不能保持正常平衡状态或在经受干扰后不能恢复正常平衡状态的电源系统100可以被表征为不稳定130。稳定性126可以指AC电源系统108、DC电源系统110或两者的稳定性。在任何情况下，理想的是飞行器102上的电源系统100是稳定的128。
[0039]现在转到图2，其根据一个示意性实施例示出电源系统的方框图。在此实例中，电源系统200可以图1中的飞行器102上的电源系统100的一种实施方式的实例。
[0040]电源系统200可包括发电机202。例如，发电机202可以由飞行器上的发动机驱动。例如，但不限于，发电机202可产生可变频率的三相AC电力或其他AC电力。发电机馈电线203可将所产生的AC电力从发电机202运载到AC母线204。
[0041]接触器206可被提供在发电机馈电线203上。接触器206可包括任何合适类型的断路器或可经配置以在接触器206打开时从发电机202断开AC母线204的其他设备。发电机202可以连接到AC母线204，以在接触器206关闭时提供AC电力给线路203上的AC母线204。
[0042]AC母线204可以经配置将发电机202提供的AC电力分配给各种负载。例如，但不限于，AC母线204可以经配置将发电机202提供的AC电力分配给若干AC负载208。例如，所述若干AC负载208可包括使用AC电力的飞行器上的各种负载。
[0043]若干接触器210可以提供在将AC母线204连接到若干AC负载208的负载馈电线211上。若干接触器210可以包括任何合适类型的断路器或可经配置以在若干接触器210打开时从AC母线204断开负载馈电线211和若干AC负载208的其他设备。AC母线204可连接到若干AC负载208，以在若干接触器210关闭时提供AC电力到负载馈电线211上的若干AC负载208。
[0044]AC母线204可以经配置将发电机202提供的AC电力分配给整流器212。整流器212可以经配置将AC母线204提供的AC电力转换为DC电力。整流器212可包括用于将AC电力转换为DC电力的任何合适的设备。例如，整流器212可以包括任何合适的无源或有源AC-DC整流单元。
[0045]接触器214可以被提供在连接AC母线204到整流器212的馈电线215上。接触器214可以包括任何合适类型的断路器或可经配置以在接触器214打开时从AC母线204断开馈电线215和整流器212的其他设备。AC母线204可连接到整流器212，以在接触器214关闭时提供AC电力到馈电线215上的整流器212。
[0046]来自整流器212的DC电力可以提供在DC母线216上。DC母线216可经配置将来自整流器212的DC电力分配给各种DC负载。例如，但不限于，这种DC负载可包括若干电机控制器218、若干电机220、若干其他DC负载221或使用DC电力的负载的各种组合。例如，所述若干电机控制器218、若干电机220以及若干其他DC负载221可以包括飞行器上的DC负载。
[0047]若干电机控制器218可以包括适于控制若干电机220的任何类型的电机控制器。若干电机控制器218可具有任何合适的尺寸和复杂性，这取决于将要受控的若干电机220的类型和尺寸。例如，若干电机控制器218可以包括提供电力转换以驱动若干电机220的固态多功能电机控制器。这种类型的电机控制器可用来驱动各种类型的电机和电机负载。
[0048]若干电机控制器218可包括各种电机控制器，其可以根据额定功率电平被分类。例如，但不限于，若干电机控制器218可以包括大型电机控制器222、中型电机控制器224、小型电机控制器226或针对各种额定功率电平被分类的电机控制器的任何组合。例如，大型电机控制器222的额定功率电平可以大于约40kW或另外的合适功率电平。中型电机控制器224的额定功率电平可在约1kW与约40kW之间或另外合适范围的功率电平。小型电机控制器226的额定功率电平可以小于约1kW或另外合适的功率电平。在任何情况下，大型电机控制器222的额定功率电平可以大于中型电机控制器224的额定功率电平并且中型电机控制器224的额定功率电平可大于小型电机控制器226的额定功率电平。
[0049]若干电机220可以包括任何类型的电动机，其可以由若干电机控制器218驱动。例如,但不限于,若干电机220可以包括感应电机228、永磁电机230、具有独立励磁的同步电机232或任何其他类型的电动机。若干电机220可以包括各种数量的相同或不同类型的电机。
[0050]在这个实例中，包括发电机202、AC母线204、若干AC负载208以及整流器212的电源系统200的部分可以是图1中的AC电源系统108的一种实施方式的实例。包括整流器212、DC母线216、若干电机控制器218、若干电机220以及若干其他DC负载221的电源系统200的部分可以是图1中的DC电源系统110的一种实施方式的实例。
[0051]现在参考图3，其根据一个示意性实施例示出直流电源系统的方框图。在这个实例中，DC电源系统300可以是图1中的DC电源系统110的一种实施方式的实例。
[0052]DC电源系统300可以从线路303上的AC电源系统302接收AC电力。线路303上的AC电力可以由整流器304转换成用于DC电源系统300的DC电力。整流器304可包括将AC电力转换成DC电力的任何合适的设备。
[0053]来自整流器304的DC电力可以被提供在线路305上到达DC电源系统300中的各种DC负载。例如,但不限于,DC电源系统300中的各种DC负载可以包括控制电机308的电机控制器306、控制电机312的电机控制器310以及控制电机316的电机控制器314。电机控制器306、310和314可以包括分别适合控制电机308、312和316的任何电机控制器。电机308、312和316可包括可分别由电机控制器306、310和312驱动的任何类型的电动机。
[0054]DC电源系统300可以包括经配置将DC电源系统300中的电压和电流纹波减弱到期望水平的滤波器电路。例如，DC电源系统300中的电压和电流纹波的最大期望水平可以由DC电源系统300的系统要求指定。优选地，飞行器上用于DC电源系统的这种滤波器电路可针对稳定性来设计，并保持期望的低重量和小体积。例如，DC电源系统300中的这种滤波器电路可以包括整流器滤波器318、电机控制器滤波器320、电机控制器滤波器322和电机控制器滤波器324。整流滤波器318可以在到线路305的整流器304的输出端处实现。电机控制器滤波器320、322和324可分别在从线路305到电机控制器306、310和314的输入端处实施。
[0055]用于减弱DC电源系统300中的电压和电流纹波的滤波器电路可包括包含连接在一起的电感器和电容器的LC滤波器。LC滤波器可以提供DC电源系统300中可接受水平的电压和电流纹波的减弱。然而，LC滤波器可以在一些频率上产生谐振。在这些频率上，LC滤波器可放大纹波而不是减弱它。因此，可期望DC电源系统300中使用的LC滤波器被设计为使得任何谐振处在波纹不存在、非常小或两者的频率上。在这两种情况的任一种中，谐振频率上LC滤波器的放大不会产生问题。可替代地，DC电源系统300中LC滤波器的使用产生的谐振可以被消除或抑制。
[0056]根据一个示意性实施例，通过使用阻尼电路减少或消除用于减弱DC电源系统300中的电压和电流纹波的滤波器中的共振/谐振。例如，DC电源系统300中的整流滤波器318可以包括阻尼电路326，电机控制器滤波器320可以包括阻尼电路328，电机控制器滤波器322可以包括阻尼电路330，并且电机控制器滤波器324可以包括阻尼电路332。例如，但不限于，阻尼电路326、328、330和332可以包括与电感器并联连接的电阻器、与电容器串联连接的电阻器或两者。阻尼电路326、328、330和332中的电阻器允许可由整流器滤波器318或电机控制器滤波器320、322和324在共振频率处放大的纹波能量通过欧姆加热来消散或转化成热量。
[0057]整流器304是DC电源系统300中的DC电力的源。在这个实例中，DC电源系统300的源阻抗334、Z源可以在整流器304的输出端确定。例如，源阻抗334可以包括整流器滤波器318的阻抗。
[0058]电机控制器306、310和314以及相关联的电机308、312和316是DC电源系统300中的负载。在这个实例中，DC电源系统300的负载阻抗336、Z负载i可以在到电机控制器306的输入端确定。DC电源系统300的负载阻抗338、Z负载j可以在到电机控制器310的输入端确定。DC电源系统300的负载阻抗340、Z负载k可以在到电机控制器314的输入端确定。例如，负载阻抗336、338和340可分别包括电机控制器滤波器320、322和324的阻抗。
[0059]米德尔布鲁克准则(Middlebrook criter1n)可用于稳定性分析。米德尔布鲁克准则规定，如果源阻抗Z源足够低于电源系统中的负载阻抗Z负载，则电源系统是稳定的。则应该针对所有频率、所有负载组合以及电源系统负载的所有操作模式都满足米德尔布鲁克准，从而确保电源系统稳定性。然而，在一些复杂的电源系统中，源和负载阻抗可以在一些频率点相交。例如，但不限于，针对重量和体积而优化设计的电源系统可以不必要满足经典的米德尔布鲁克准则。因此，根据示意性实施例，基于奈奎斯特准则的米德尔布鲁克准则的变体可用于评估电源系统的稳定性。
[0060]现在转到图4，其根据一个示意性实施例示出稳定性评估和设计系统的方框图。在这个实例中，稳定性评估和设计系统400可以配置为设计和评估图1中的飞行器102的稳定128电源系统100。例如，但不限于，稳定性评估和设计系统400可以经配置以设计和评估配备有DC电力转换设备和由电机控制器驱动的有源电机负载的稳定三相AC电源系统，如包括图3中的DC电源系统300的图2中的电源系统200。稳定性评估和设计系统400可以包括设计系统402、仿真系统404、稳定性评估系统406、硬件测试系统408以及DC滤波器优化器410。
[0061]设计系统402可以经配置用于产生和修改电源系统的设计。例如，设计系统402可包括可经配置以设计电源系统的各种计算机实现的设计工具。设计系统402可以包括若干人类设计者结合或使用这种计算机实现的设计工具工作以创建或修改电源系统的设计。
[0062]设计系统402可经配置以建立电源系统的初始设计412。初始设计412可满足电源系统的各种设计要求414。设计要求414也可被称为电源系统的初始要求。如果电源系统的初始设计412包括所有部件、结构、功能、性能，或其他特性或电源系统的特性(如，可在设计要求414中指定的)的组合，则初始设计412可满足设计要求414。
[0063]例如，但不限于，设计要求414可包括电力要求416、安全性要求418、物理要求419、其他要求420或电源系统的要求的各种组合。电力要求416可指定由电源系统提供的电力的类型、数量、质量，或其他特性或特性的组合。例如，但不限于，电力要求416可指定可由电源系统提供电力的各种负载的电力要求。安全性要求418可指定电源系统的安全操作的要求、由电源系统提供电力的系统的安全操作的要求或两者。例如，但不限于，安全性要求418可包括电源系统中的冗余要求或其他要求或与电源系统的可靠操作相关的要求的组合，从而由电源系统提供电力的系统如飞行器可以安全地操作。物理要求419可指定尺寸、重量、部件设置或其他物理特性或电源系统的各种物理特性的组合的要求。其他要求420可包括，例如，但不限于，与电源系统中的电磁干扰的影响相关的要求，与电源系统中的稳定性或其他所需的或期望的特性或电源系统的特性的组合相关的要求。
[0064]例如，但不限于，设计系统402可经配置以建立包括DC电源系统的电源系统的初始设计412。在这种情况下，设计系统402可经配置以建立电源系统的初始设计412，以使初始设计412中DC负载以适当的方式分配到DC电源系统，如可由电源系统的设计要求414所指定的。
[0065]电源系统的初始设计412可以是相对复杂的。尽管初始设计412可满足设计要求414，但初始设计412定义的电源系统的稳定性可以不被建立。具体地，针对电源系统在其中可以操作的各种不同工况，初始设计412定义的电源系统的稳定性可以不被建立。
[0066]仿真系统404可以经配置仿真电源系统的初始设计412，以产生仿真数据421。例如，仿真系统404可经配置以建立初始设计412的仿真模型422。仿真系统404可经配置以使用仿真模型422运行初始设计412的仿真424从而产生仿真数据421。
[0067]仿真系统404的各种功能可以使用可购买到的仿真软件来实现。例如，但不限于，仿真系统404的各种功能可以使用Simulink\MATLAB软件借助SimPowerSystem工具箱或任何其他合适的仿真软件来实现。具有SimPowerSystem工具箱的MATLAB提供几种不同的求解器，并且是一种用于不同开关电力转换器电路的时域仿真的常用软件工具。
[0068]可以针对电源系统的各种工况426运行仿真424。例如，可针对各种稳态428工况426、各种瞬态429工况426以及任何其他430合适工况426运行仿真424。可针对正常431和异常432稳态428工况426运行仿真424。可以针对正常433和异常434瞬态429工况426运行仿真424。当电源系统在无故障情况下操作时，工况426可以被认为是正常的431和/或433。换句话说，当电源系统中不存在故障时，工况426可以被认为是正常的431和/或433。当电源系统中存在故障时，工况可以被认为是异常的432和/或434。
[0069]可以针对飞行器或电源系统将在其中使用的其他交通工具的各种操作阶段435运行仿真424。例如，但不限于，飞行器的操作阶段435可包括地面操作、滑行、起飞、爬升、巡航、下降、着陆，或飞行的其他阶段或飞行器其他操作。稳态428、瞬态429以及其他430工况426对于飞行器或其他交通工具的不同操作阶段435可以是不同的。因此，仿真424可以针对稳态428、瞬态429以及任何其他430合适的工况426在飞行器或电源系统将在其中使用的其他交通工具的若干各种不同操作阶段435上运行。
[0070]仿真数据421可包括电源系统的仿真424结果的合适部分。仿真数据421可以从仿真系统404提供到稳定性评估系统406，用于以任何合适的形式或方式进行评估。
[0071]稳定性评估系统406可以经配置以根据仿真数据421评估电源系统的稳定性。例如，稳定性评估系统406可经配置以根据仿真数据421建立电源系统的稳定设计437的稳定性参数要求436。稳定性参数要求436可以包括电源系统的任何合适特性的要求，从而满足稳定性参数要求436的电源系统被认为是稳定的电源系统。
[0072]例如，但不限于，稳定性参数要求436可包括源阻抗438、负载阻抗439、共振440、米德尔布鲁克准则442、奈奎斯特准则444的要求，其他要求446或稳定电源系统的要求的各种组合。例如，但不限于，源阻抗438的稳定性参数要求436可以包括源阻抗幅值限制、源阻抗相位边界或其他合适的源阻抗要求或稳定电源系统的源阻抗要求的组合。共振440的稳定性参数要求436可以包括针对阻尼电路447的要求，从而将稳定电源系统中的共振440减小到可接受水平。例如，针对阻尼电路447的要求可以由DC滤波器优化器410提供。
[0073]稳定设计437是在合适公差内满足稳定性参数要求436的电源系统的设计。例如，但不限于，稳定性评估系统406建立的稳定性参数要求436可以被提供给设计系统402。然后设计系统402可用于建立满足稳定性参数要求436的电源系统的稳定设计437。设计系统402还可以经配置以确保稳定设计437也满足设计要求414。
[0074]设计系统402可经配置以通过将电源系统的初始设计412修改为适于满足稳定性参数要求436而建立电源系统的稳定设计437。例如，设计系统402可经配置以使用稳定性参数要求436修改电源系统的初始设计412，从而建立电源系统的修改后的设计448。然后修改后的设计448可以由上述仿真系统404进行仿真以产生仿真数据421。修改后的设计448的仿真数据421可以由稳定性评估系统406进行评估，以确定修改后的设计448是否满足稳定性参数要求436。当修改后的设计448的仿真424指示针对仿真工况426，修改后的设计448的相关操作参数在合适公差内匹配稳定性参数要求436时，可确定修改后的设计448满足稳定性参数要求436。这个过程可以重复，直到稳定性评估系统406确定电源系统的稳定设计437已经建立。
[0075]电源系统的稳定设计437可以提供给硬件供应商464或电源系统的硬件实现466的生产的另外的合适实体。硬件实现466可以由硬件供应商464或另外的合适实体生产以使用合适硬件实现由稳定设计437定义的电源系统。例如，但不限于，硬件实现466可以包括在硬件中实现的电源系统的稳定设计437的原型468。硬件实现466可以包括由稳定设计437定义的电源系统的任何适当部分的硬件中的实现。
[0076]硬件测试系统408可以经配置以测试电源系统的稳定设计437的硬件实现466，以产生硬件测试数据472。例如，硬件测试系统408可以经配置以针对电源系统的各种工况474执行硬件实现466的系统集成测试，以产生硬件测试数据472。例如，但不限于，针对其可以由硬件测试系统408测试电源系统的硬件实现466的工况474可以对应于在用于电源系统的仿真424的仿真系统404中进行仿真的电源系统的工况426的全部或一些。
[0077]硬件测试数据472可以包括在电源系统的硬件实现466上由硬件测试系统408执行的测试的结果的任何适当部分。电源系统的硬件实现466的硬件测试数据472可以由硬件测试系统408产生并以任何适当的形式或方式提供给稳定性评估系统406。
[0078]稳定性评估系统406可以经配置以使用来自硬件测试系统408的硬件测试数据472验证由稳定设计437定义的以及在硬件实现466中实现的电源系统的稳定性。例如，稳定性评估系统406可以经配置以通过确定针对硬件实现466的测试的硬件测试数据472是否指示稳定设计437的硬件实现466满足稳定性参数要求436来验证电源系统的稳定设计437。稳定性评估系统406还可以经配置以确定针对硬件实现466的测试的硬件测试数据472是否指示稳定设计437的硬件实现466满足设计要求414。
[0079]可以修改稳定设计437以响应于稳定性评估系统406确定针对稳定设计437的硬件实现466的测试的硬件测试数据472指示稳定设计437不满足设计要求414或稳定性参数要求436。在这种情况下，设计系统402可用于适当地修改稳定设计437。经过适当的修改之后，稳定设计437可以由仿真系统404进行仿真并且修改后的稳定设计437的硬件实现466可以由硬件测试系统以上述方式进行测试。这个过程可以重复，直到稳定性评估系统406确定来自稳定设计437的仿真424的仿真数据421和来自稳定设计437的硬件实现466的测试的硬件测试数据472指示稳定设计437满足设计要求414和稳定性参数要求436。
[0080]稳定性评估系统406可以经配置以响应确定硬件测试数据472指示稳定设计437的硬件实现466满足设计要求414和稳定性参数要求436而建立电源系统的经过验证的稳定设计475。当硬件测试数据472指示针对工况474的稳定设计437的硬件实现466的相关操作参数在适当公差内匹配稳定性参数要求436时，可确定稳定设计437满足稳定性参数要求436。因而，对于电源系统的各种工况，电源系统的经过验证的稳定设计475的稳定性通过仿真和硬件测试被确认。
[0081]经过验证的稳定设计475可以被提供给硬件供应商464或电源系统的生产版本476的生产的另外的合适实体。电源系统的生产版本476可以包括由经过验证的稳定设计475定义的电源系统的硬件实现466。生产版本476可以由硬件供应商464或另外的合适实体使用合适的硬件(如，可由经过验证的稳定设计475所定义的)生产。电源系统的生产版本476是可用于为飞行器或其他合适的交通工具或平台提供电源的稳定电源系统。
[0082]校正电源系统的硬件实现466中的不希望的不稳定性会是相对昂贵的。具体地，校正可在电源系统的生产版本476中识别的不希望的不稳定性会相对昂贵。然而，根据一个示意性实施例，电源系统的稳定设计437的稳定性参数要求436可以针对各种工况426由电源系统的仿真建立并确认。
[0083]因此，电源系统的稳定设计437的硬件实现466将包括不希望的不稳定性的可能性降低。此外，在经过验证的稳定设计475所定义的电源系统的生产版本476被生产之前，电源系统的经过验证的稳定设计475的稳定性可通过仿真和硬件测试确认。因此，根据一个示意性实施例，电源系统的生产版本476中的不希望的不稳定性可以被降低或消除。
[0084]DC滤波器优化器410可以经配置以建立针对电源系统的稳定设计437的阻尼电路的要求447。例如，DC滤波器优化器410可以经配置以建立针对阻尼电路的要求447，从而优化稳定设计437定义的电源系统的DC电源系统部分中所使用的DC滤波器。针对阻尼电路的要求447可经配置以减小或消除这种DC滤波器中的共振。
[0085]针对电源系统的阻尼电路的要求447可以由DC滤波器优化器410使用来自仿真系统404进行的电源系统的仿真424的仿真数据421、使用来自硬件测试系统408进行的电源系统的硬件实现466的测试的硬件测试测试数据472或使用仿真数据421和硬件测试数据472两者而建立并确认。由DC滤波器优化器410建立的针对阻尼电路447的要求可以包括稳定设计437的稳定性参数要求436的部分。
[0086]稳定性评估和设计系统400可以包括模型验证器490。模型验证器490可以经配置以建立电源系统的经过验证的仿真模型491。例如，模型验证器490可以经配置以建立电源系统的经过验证的稳定设计475的经过验证的仿真模型491。模型验证器490可以经配置以确认电源系统的经过验证的稳定设计475的硬件实现466和电源系统的经过验证的稳定设计475的经过验证的仿真模型491是等同的，并且电源系统的经过验证的仿真模型491在逻辑上是完整的。
[0087]经过验证的仿真模型491可用于通过仿真492进行证实。例如，稳定性评估和设计系统400可经配置以使用经过验证的仿真模型491通过仿真492来提供证实。通过仿真492进行证实可被用于，例如，在飞行器或其他平台上正在使用的电源系统中实施任意改变之前，证实电源系统的设计的这种改变。这种证实现在通常由硬件检测执行。硬件测试可以是相对耗时且昂贵的。与通过硬件测试进行证实相比，通过仿真492使用经过验证的仿真模型491的证实可以是明显价廉且省时的。
[0088]图4的示意图并不意味着暗示对不同示意性实施例可以实现的方式进行物理或结构性限制。可以使用除示出的部件之外的或取代所示出的部件的其他部件。在一些示意性实施例中，一些部件可以是不必要的。此外，所呈现的方框示出一些功能性部件。当在不同示意性实施例中实现时，这些方框中的一个或更多个可以组合或分成不同的方框。
[0089]现在转到图5，其示出不稳定电源系统中的母线电压的波形图。在此实例中，波形500示出电源系统中时间上的均方根AC母线电压的。均方根AC母线电压的幅值标示在纵轴502。时间标示在水平轴504。
[0090]在这个实例中，在时间t508之前，AC母线电压在稳态平衡电压电平v506周围是局部稳定的。当电源系统在时间t508遭遇会触发电源系统转变到不稳定的操作510区域的事件时，AC母线电压会变得不稳定。这种事件实际上是瞬态的。例如，但不限于，可触发到不稳定操作区域的这种转变的事件可以包括在电源系统的AC或DC母线上施加或移除有源或无源负载、AC母线频率的突变、随着电力传输造成的负载的后续变化电力系统重新配置或其他事件或电源系统中发生的事件的组合。这种事件可以是正常的或异常的。正常事件可以是电源系统正常操作的结果。异常事件可以是在故障情况下电源系统操作的结果。
[0091]电源系统的不稳定操作会导致电源系统设备的损坏、电源系统的保护性关闭或两者。示意性实施例提供用于设计和评估电源系统以确保在所有可能的正常和异常工况下电力系统都是稳定的一种系统和方法。
[0092]现在转到图6，其根据一个示意性实施例示出稳定电源系统的源阻抗幅值限制的示意图。在这个实例中，源阻抗幅值限制600被示出，其中在纵轴602以分贝表示幅值并且在水平轴604以千赫表示频率。最小源阻抗幅值被示为线606。最大源阻抗幅值被示为线608。
[0093]现在转到图7，其根据一个示意性实施例示出电源系统的源阻抗相位边界的示意图。在这个实例中，源阻抗相位边界700被示出，其中在纵轴702以度数表示相位并且在水平轴704以千赫表示频率。最大源阻抗相位被示为线706。最小源阻抗相位被示于线708。
[0094]现在转到图8，其根据一个示意性实施例示出电源系统中的母线纹波电压的波形图。在此实例中，波形800被示出，在纵轴802表示电压并且在水平轴804表示时间。波形800的部分806示出使用阻尼器电路时的电压纹波。波形800的部分808示出在不使用阻尼器电路时的电压纹波。在这个实例中，电压纹波由对应于电压纹波的时间段810的共振频率引起。
[0095]现在转到图9，其根据一个示意性实施例示出电源系统的稳定性设计和评估的过程的流程图。例如，过程900可以在图4中的稳定性评估和设计系统400中实现。
[0096]过程900可以开始于建立满足电源系统的各种设计要求的电源系统的初始设计(操作902)。可使用适当的设计系统来建立电源系统的初始设计。例如，但不限于，电源系统的初始设计的设计要求可包括电力要求、安全性要求、物理要求或其他合适要求或电源系统的要求的组合。电源系统的初始设计会相对复杂。即使电源系统的初始设计可满足各种设计要求，但是由初始设计定义的电源系统的稳定性可不被建立。具体地，针对电源系统可以在其中操作的各种不同工况，由初始设计定义的电源系统的稳定性可以不被建立。
[0097]可以建立电源系统的初始设计的仿真模型(操作904)。接着电源系统的初始设计可以通过使用仿真模型针对电源系统的各种工况而仿真(操作906)。操作904和操作906可以通过使用适当的仿真系统来执行。例如，可以针对稳态、瞬态、正常和异常工况的各种组合对电源系统的初始设计进行仿真。可以针对对应于电源系统可以在其中使用的飞行器或其他平台的各种操作阶段的各种工况，对电源系统的初始设计进行仿真。
[0098]然后该过程可确定从电源系统的初始设计的仿真中是否识别到电源系统的初始设计中的任何不希望的不稳定性(操作908)。如果从仿真中识别到电源系统的初始设计中的不稳定性，则可以修改电源系统的初始设计(操作910)。例如，电源系统的初始设计可使用合适的设计系统进行修改。然后可以重复操作904、906、908和910，直到从电源系统的设计的仿真识别电源系统的设计中没有不希望的不稳定性。
[0099]当从电源系统的设计的仿真识别电源系统的设计中没有不希望的不稳定性时，可以建立电源系统的稳定设计的稳定性参数要求(操作911)。例如，可以根据电源系统的设计的仿真建立电源系统的稳定设计的稳定性参数要求。稳定性参数要求可包括电源系统的任何合适的特性的要求，以使满足稳定性参数要求的电源系统被认为是稳定的电源系统。
[0100]例如，但不限于，稳定性参数要求可包括源阻抗、负载阻抗、共振、米德尔布鲁克准贝U、奈奎斯特准则的要求，其他要求或稳定电源系统的要求的各种组合。电源系统的稳定设计是在合适公差内满足稳定性参数要求的电源系统的设计。电源系统的稳定设计还可满足电源系统的设计要求。
[0101]接着电源系统的稳定设计可以在硬件中实现(操作912)。然后电源系统的稳定设计的硬件实现可以针对电源系统的各种工况被测试(操作914)。电源系统的稳定设计的硬件实现的测试可以由合适的硬件测试系统执行。例如，但不限于，在操作914中可以针对其测试电源系统的硬件实现的工况可以对应于操作906中针对电源系统的仿真进行仿真的电源系统的工况的全部或一些。
[0102]然后该过程可确定从稳定设计的硬件实现的测试中是否识别到电源系统的稳定设计中的任何不希望的不稳定性(操作916)。如果从硬件实现的测试中识别到电源系统的稳定设计中的任何不期望的不稳定性，则可以修改稳定设计(操作918)。然后可以重复操作904、906、908、911、912、914和916，直到确定从稳定设计的硬件实现的测试中没有识别到电源系统的稳定设计中的不希望的不稳定性。
[0103]当从稳定设计的硬件实现的测试中没有识别到电源系统的稳定设计中的不希望的不稳定性，则可以建立电源系统的经过验证的稳定设计(操作920)。例如，电源系统的经过验证的稳定设计可以被建立以响应于确定稳定设计的硬件实现的测试指示电源系统的稳定设计满足电源系统的设计要求和电源系统的稳定性参数要求。电源系统的经过验证的稳定设计可用于产生稳定电源系统的生产版本，其可用于为飞行器或其他合适的交通工具或平台提供电源。
[0104]可以建立电源系统的经过验证的稳定设计的经过验证的仿真模型(操作922)，之后该过程终止。操作922可以包括确认电源系统的经过验证的稳定设计和电源系统的经过验证的仿真模型是等同的，并且电源系统的经过验证的仿真模型在逻辑上是完整的。电源系统的经过验证的稳定设计的经过验证的仿真模型可用于在飞行器或其他交通工具上正使用的电源系统中实施改变之前通过仿真对电源系统的设计的这种改变进行证实。与常规的通过硬件测试进行证实相比，通过使用经过验证的仿真模型的仿真进行的证实可以更廉价和省时。
[0105]现在转到图10，其根据一个示意性实施例示出数据处理系统的方框图。在这个实例中，数据处理系统1000是用于实现图4中的稳定性评估和设计系统400的数据处理系统的一种实施方式的实例。
[0106]在此说明性示例中，数据处理系统1000包括通信结构1002。通信结构1002提供处理器单元1004、存储器1006、持久性存储器1008、通信单元1010、输入/输出(I/O)单元1012以及显示器1014之间的通信。存储器1006、持久性存储器1008、通信单元1010、输入/输出(I/O)单元1012以及显示器1014是处理器单元1004经由通信结构1002可访问的资源的实例。
[0107]处理器单元1004用于运行可加载到存储器中1006的软件的指令。处理器单元1004可以是若干处理器、多核处理器或一些其他类型的处理器，这取决于具体的实施方式。进一步地，可以使用在其中主处理器与辅助处理器存在于单个芯片上的若干异构处理器系统来实现处理器单元1004。作为另一个示意性实例，处理器单元1004可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。
[0108]存储器1006和持久性存储器1008是存储设备1016的实例。存储设备是能够临时或永久存储信息(例如，但不限于，数据、功能形式的程序代码和其他合适的信息)的任意一片硬件。在这些实例中，存储设备1016也可以称为计算机可读存储设备。在这些实例中，存储器1006可以是，例如，随机存取存储器或任何其他合适的易失性或非易失性存储设备。持久性存储器1008可以采取各种形式，这取决于具体的实施方式。
[0109]例如，持久性存储器1008可以包含一个或更多部件或器件。例如，持久性存储器1008可以是硬盘驱动器、闪存、可再写光盘、可再写磁带或以上的一些组合。持久性存储器1008所用的介质也可以是可拆卸的。例如，可拆卸的硬盘驱动器可用于持久性存储器1008。
[0110]在这些实例中，通信单元1010提供与其他数据处理系统或设备的通信。在这些实例中，通信单元1010是网络接口卡。通信单元1010可以通过使用物理通信链路和无线通信链路之一或两者提供通信。
[0111]输入/输出(I/O)单元1012允许与可连接到数据处理系统1000的其他设备的数据输入与输出。例如，输入/输出(I/O)单元1012可通过键盘、鼠标，和/或一些其他合适的输入设备为用户输入提供连接。进一步地，输入/输出(I/O)单元1012可以将输出发送到打印机。显示器1014提供机制以显示信息给用户。
[0112]操作系统、应用程序和/或程序的指令可位于存储设备1016中，其通过通信结构1002与处理器单元1004通信。在这些示意性实例中，所述指令以功能形式在持久性存储器1008上。这些指令可以加载到存储器1006用于处理器单元1004执行。不同实施例的过程可以由处理器单元1004使用可位于如存储器1006的存储器中的计算机实施的指令而执行。
[0113]这些指令称为程序指令、程序代码、计算机可用程序代码或可由处理器单元1004中的处理器读取并执行的计算机可读程序代码。不同实施例中的程序代码可以体现在不同的物理或计算机可读存储介质上，例如存储器1006或者持久性存储器1008。
[0114]程序代码1018以功能形式位于计算机可读介质1020(其是选择性可拆卸的)上并可以被加载或传输到数据处理系统1000用于处理器单元1004执行。在这些实例中，程序代码1018和计算机可读介质1020形成计算机程序产品1022。在一个实例中，计算机可读介质1020可以是计算机可读存储介质1024或计算机可读信号介质1026。
[0115]计算机可读存储介质1024可包括，例如，插入或放置到驱动器或持久性存储器1008的部分的其他设备中的光盘或磁盘，用于在存储设备如是持久性存储器1008的部分的硬盘驱动器上传输。计算机可读存储介质1024也可以采用持久性存储器如硬盘驱动器、拇指驱动器或连接到数据处理系统1000的闪存的形式。在一些实例中，计算机可读存储介质1024可以是从数据处理系统1000不可拆卸的。
[0116]在这些实例中，计算机可读存储介质1024是用于存储程序代码1018的物理或有形存储设备，而不是传播或传输程序代码1018的介质。计算机可读存储介质1024也被称为计算机可读有形存储设备或计算机可读物理存储设备。换句话说，计算机可读存储介质1024是人能够触摸的介质。
[0117]可替换地，程序代码1018可以使用计算机可读信号介质1026传输到数据处理系统1000。计算机可读信号介质1026可以是，例如，包含程序代码1018的传播的数据信号。例如，计算机可读信号介质1026可以是电磁信号、光信号和/或任何其他合适类型的信号。这些信号可以通过通信链路如无线通信链路、光缆、同轴电缆、电线和/或任何其他合适类型的通信链路传输。换句话说，这些说明性实例中的通信链路和/或连接可以是有形的或无线的。
[0118]在一些示意性实施例中，程序代码1018可以经由网络通过数据处理系统1000中使用的计算机可读信号介质1026从另一设备或数据处理系统下载到持久性存储器1008。例如，存储在服务器数据处理系统的计算机可读存储介质中的程序代码可以通过网络从服务器下载到数据处理系统1000。提供程序代码1018的数据处理系统可以是服务器计算机、客户端计算机或者能够存储和传输程序代码1018的一些其他设备。
[0119]所示出的用于数据处理系统1000的不同部件并不意味着提供不同实施例可以实现的方式的结构限制。不同的示意性实施例可以在包括除了数据处理系统1000示出的那些部件之外的部件或代替示出的那些部件的部件的数据处理系统中实现。图10中所示的其他部件能够根据所示的示意性实施例改变。不同的实施例可以使用能够运行程序代码的任何硬件设备或系统来实现。作为一个实例，数据处理系统1000可包括与无机部件集成的有机部件和/或可完全包括除人之外的有机部件。例如，存储设备可包括有机半导体。
[0120]在另一个说明性实例中，处理器单元1004可以采用具有被制造或配置用于具体用途的电路的硬件单元的形式。这种类型的硬件可执行操作，而不需要从存储设备加载被配置为执行操作的程序代码到存储器中。
[0121]例如，当处理器单元1004采取硬件单元的形式时，处理器单元1004可以是电路系统、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件或经配置以执行若干操作的一些其他合适类型的硬件。对于可编程逻辑器件，该器件经配置以执行若干操作。该器件可以在后续被重新配置或可以被永久配置以执行若干操作。可编程逻辑器件的实例包括，例如，可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列以及其他合适的硬件器件。对于这种类型的实施方式，可以省略程序代码1018，因为用于不同实施例的过程在硬件单元中实现。
[0122]在又一个说明性实例中，处理器单元1004可以使用在计算机和硬件单元中构建的处理器的组合来实现。处理器单元1004可以具有若干硬件单元和若干经配置以运行程序代码1018的处理器。对于此描述的实例，一些过程可以在若干硬件单元中实现，而其他过程可以在若干处理器中实现。
[0123]在另一个实例中，总线系统可用于实现通信结构1002，并且可以包括一个或更多个总线，例如系统总线或输入/输出总线。当然，总线系统可以使用任何合适类型的结构来实现，其提供附接到总线系统的不同部件或设备之间的数据传输。
[0124]此外，通信单元1010可以包括发送数据、接收数据或既发送数据也接收数据的若干设备。通信单元1010可以是，例如，调制解调器或网络适配器、两个网络适配器或一些它们的组合。进一步地，存储器可以是，例如，存储器1006，或高速缓冲存储器，例如，在接口和可以存在于通信结构1002中的存储器控制器中枢中构建的存储器。
[0125]本公开的示意性实施例可以在图11所示的飞行器制造和维护方法1100以及图12所示的飞行器1200的背景中描述。首先转向图11，其根据一个示意性实施例以方框图形式示出飞行器制造和维护方法的示意图。
[0126]在预生产期间，飞行器制造和维护方法1100可以包括图12中的飞行器1200的规格和设计1102和材料采购1104。在生产期间，图12中的飞行器1200的部件和子组件制造1106以及系统集成1108发生。随后，图12中的飞行器1200通过认证和交付1110以投入使用1112。
[0127]当由客户使用时，图12中的飞行器1200可以被定期进行常规维修和维护1114，其可以包括修改、重新配置、翻新和其他维修或维护。在这个实例中，飞行器制造和维护方法1100被示为用于包括有人驾驶和无人驾驶飞行器的航空交通工具的方法。不同的示意性实施例可以应用到其他类型的制造和维护方法，包括用于其他类型的平台(包括其他类型的交通工具)的制造和维护方法。
[0128]飞行器制造和维护方法1100的每个过程可由系统集成商、第三方操作者或这些实体的任意组合执行或实现。在这些实例中，操作者可以是客户。出于描述目的，系统集成商可包括，但不限于，任何数量的航空交通工具制造商和主系统转包商；第三方可以包括，但不限于，任何数量的销售商、转包商和供应商；并且操作者可以是公司、军事实体、服务组?口坐左/、寸O
[0129]现在参考图12，其示出示意性实施例可以在其中实现的飞行器的方框图。在这个实例中，飞行器1200可由图11中的飞行器制造和维护方法1100生产。飞行器1200可以包括飞机、宇宙飞船、或经配置穿越空气行驶、穿越太空行驶，或者能够在空气和太空中操作的任何其他航空交通工具。飞行器1200可以包括具有系统1204和内部1206的机身1202。系统1204的实例包括推进系统1208、电源系统1210、液压系统1212和环境系统1214中的一个或更多。
[0130]本文所体现的装置和方法可以在图11中的飞行器制造以及维护方法1100的至少一个阶段期间使用。如本文所用，当与一列项目使用时，短语“至少一个”是指可以使用一个或更多所列项目的不同组合而可以仅需要一个列表中的一个项目。例如，“项目Α、项目B、项目C的至少一个”可以包括，例如，但不限于，项目Α，或项目A和项目B。这个实例还可以包括项目Α、项目B和项目C，或项目B和项目C。所述项目可以是具体的对象、东西，或类另O。换句话说，至少一个是指项目的任何组合以及可以使用列表中的若干项目，但不是列表中的所有项目都是必需的。
[0131]在一个示意性实例中，在图11的部件和子组件制造1106中所产生的部件或子组件可以以类似于图12中的飞行器1200在图11中使用1112时生产部件或子组件的方式制造或生产。
[0132]作为又一个实例，可以在生产阶段(如图11中的部件和子组件制造1106和系统集成1108)期间利用若干装置实施例、方法实施例或其组合。当参考项目时，“若干”，是指一个或更多个项目。例如，“若干装置实施例”是一个或更多个装置实施例。可以在飞行器1200使用1112时、维修和维护1114期间或两者中利用若干装置实施例、方法实施例或其组口 ο
[0133]例如，示意性实施例可用于设计和评估飞行器1200的稳定电源系统1210。示意性实施例还可以用于创建和验证飞电源系统1210的仿真模型。在飞行器1200上实施变化之前，示意性实施例可以使用这种经过验证的仿真模型证实电源系统1210的设计的这种改变。
[0134]若干不同示意性实施例的使用可以极大加快飞行器1200的组装。若干不同示意性实施例可以降低飞行器1200的成本。例如，一个或更多不同的示意性实施例可以在规格与设计1102期间或在其他生产阶段期间使用。不同示意性实施例可以在飞行器器制造和维护方法1100的各部分期间使用以设计和评估飞行器1200的稳定电源系统1210。不同示意性实施例还可以在飞行器制造和维护方法1100的各部分期间使用以通过使用电源系统1210的经过验证的仿真模型的仿真证实飞行器1200的电源系统1210的设计的改变。
[0135]本公开还描述根据以下实施例的实施例:
[0136]实施例1.一种装置，其包括:
[0137]设计系统(402)，其经配置以建立电源系统(100)的初始设计(412)，其中所述电源系统(100)的初始设计(412)满足电源系统(100)的设计要求(414)；
[0138]仿真系统(404)，其经配置以针对电源系统(100)的多个仿真工况(426)仿真电源系统(100)的初始设计(412)，以产生仿真数据(421)；
[0139]稳定性评估系统(406)，其经配置以根据仿真数据(421)建立针对电源系统(100)的稳定(128)设计的稳定性参数要求(436);和
[0140]硬件测试系统(408)，其经配置以测试电源系统(100)的稳定设计(437)的硬件实现从而产生硬件测试数据(472)，其中稳定性评估系统(406)经配置以使用硬件测试数据(472)验证电源系统(100)的稳定设计(437)，以建立电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)。
[0141]实施例2.根据实施例1所述的装置，其中:
[0142]设计系统(402)经配置以建立电源系统(100)的稳定设计(437)，其包括稳定性参数要求(436)。
[0143]实施例3.根据实施例1所述的装置，其中:
[0144]电源系统(100)的设计要求(414)选自电源系统(100)的电力要求(416)、电源系统(100)的安全性要求(418)以及电源系统(100)的物理要求(419);并且
[0145]稳定性参数要求(436)包括选自下列项的电源系统(100)的参数的要求:米德尔布鲁克准则(442)、奈奎斯特准则(444)、源阻抗(438)、负载阻抗(439)、以及共振(440)。
[0146]实施例4.根据实施例1所述的装置，其中所述电源系统(100)的多个仿真工况(426)包括电源系统(100)的稳态(428)工况(426)和电源系统(100)的瞬态(429)工况(426)。
[0147]实施例5.根据实施例4所述的装置，其中电源系统(100)的多个仿真工况(426)包括电源系统(100)的仿真正常(431)工况(426)和电源系统(100)的仿真异常(434)工况(426)。
[0148]实施例6.根据实施例1所述的装置，其中所述硬件测试系统(408)经配置以针对电源系统的多个工况(426)测试电源系统(100)的稳定设计(437)的硬件实现，从而产生硬件测试数据(472)，其中电源系统的多个工况(426)对应于电源系统(100)的多个仿真工况(426)。
[0149]实施例7.根据实施例1所述的装置，其进一步包括DC滤波器优化器(410)，其经配置以建立针对电源系统(100)的稳定设计(437)的阻尼电路(447)的要求，以减小电源系统(100)中的DC滤波器中的共振。
[0150]实施例8.根据实施例1所述的装置，其进一步包括模型验证器(490)，其经配置以建立电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)的经过验证的仿真模型(491)。
[0151]实施例9.根据实施例1所述的装置，其中所述电源系统(100)是飞行器(102)的电源系统(100)。
[0152]实施例10.—种用于建立稳定电源系统(1210)的经过验证的稳定设计(475)的方法，其包括:
[0153]建立电源系统(100)的初始设计(412)，其中电源系统(100)的初始设计(412)满足电源系统(100)的设计要求(414)；
[0154]针对电源系统(100)的多个仿真工况(426)仿真电源系统(100)的初始设计(412)，以产生仿真数据(421)；
[0155]根据仿真数据(421)建立电源系统(100)的稳定设计(437)的稳定性参数要求
(436)；
[0156]测试电源系统(100)的稳定设计(437)的硬件实现以产生硬件测试数据(472)；以及
[0157]使用硬件测试数据(472)验证电源系统(100)的稳定设计(437)，以建立电源系统
(100)的经过验证的稳定设计(475)。
[0158]实施例11.根据实施例10所述的方法，其中所述电源系统(100)的设计要求(414)选自电源系统(100)的电力要求(416)、电源系统(100)的安全性要求(418)以及电源系统(100)的物理要求(419)。
[0159]实施例12.根据实施例10所述的方法，其中所述稳定性参数要求(436)包括选自下列项的电源系统(100)的参数要求:米德尔布鲁克准则(442)、奈奎斯特准则(444)、源阻抗(438)、负载阻抗(439)、以及共振(440)。
[0160]实施例13.根据实施例10所述的方法，其中所述电源系统(100)的多个仿真工况(426)包括电源系统(100)的仿真稳态(428)工况(426)和电源系统(100)的仿真瞬态(429)工况(426)。
[0161]实施例14.根据实施例13所述的装置，其中所述电源系统(100)的多个仿真工况(426)包括电源系统(100)的仿真正常(431)工况(426)和电源系统(100)的仿真异常(432)工况(426)。
[0162]实施例15.根据实施例10所述的方法，其中测试所述电源系统(100)的稳定设计
(437)的硬件实现包括针对电源系统(100)的多个工况(426)测试电源系统(100)的稳定设计(437)的硬件实现，以产生硬件测试数据(472)，电源系统(100)的多个工况(426)对应于电源系统(100)的多个仿真工况(426)。
[0163]实施例16.根据实施例10所述的方法，其进一步包括建立针对电源系统(100)的稳定设计(437)的阻尼电路(447)的要求，以减小电源系统(100)的DC滤波器中的共振。
[0164]实施例17.根据实施例10所述的方法，其进一步包括建立电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)的经过验证的仿真模型(491)。
[0165]实施例18.根据实施例10所述的方法，其中所述电源系统(100)是飞行器(102)的电源系统(100)。
[0166]实施例19.一种用于证实稳定电源系统(1210)的设计的改变的方法，其包括:
[0167]建立电源系统(100)的初始设计(412)，其中所述电源系统(100)的初始设计(412)满足电源系统(100)的设计要求(414)；
[0168]针对电源系统(100)的多个仿真工况(426)仿真电源系统(100)的初始设计(412)，以产生仿真数据(421)；
[0169]根据仿真数据(421)建立电源系统(100)的稳定设计(437)的稳定性参数要求(436)；
[0170]测试电源系统(100)的稳定设计(437)的硬件实现以产生硬件测试数据(472)；
[0171]使用硬件测试数据(472)验证电源系统(100)的稳定设计(437)，以建立电源系统
(100)的经过验证的稳定设计(475)；
[0172]建立电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)的经过验证的仿真模型(491)；以及
[0173]通过使用经过验证的仿真模型(491)的仿真证实电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)的改变。
[0174]实施例20.根据实施例19所述的方法，其中所述电源系统(100)包括经配置以提供AC电力的AC电源系统(108)、经配置以从AC电源系统(108)接收AC电力并将AC电力转换为DC电力的DC电源系统(110)以及包括经配置以从DC电源系统(110)接收DC电力的若干电机控制器的DC负载(118)。
[0175]本文所述流程图和方框图根据各种示意性实施例示出结构、功能和系统、方法以及计算机程序产品可能的实施方式的操作。在这方面，流程图或方框图中的每个方框可以表示模块、段、代码部分(其包括用于实现指定逻辑功能或更多逻辑功能的一个或更多个可执行指令)。还应当指出，在一些替代实现中，方框中提到的功能可以不以图中指出的顺序发生。例如，连续显示的两个方框的功能可以大致同时执行，或者这些方框的功能有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。
[0176]出于图示和描述目的，已经提供了不同示意性实施例的描述，并且不旨在详尽或限制所公开的实施例的形式。对于本领域的技术人员而言，许多修改和变化将是明显的。进一步地，与其他示意性实施例相比，不同的示意性实施例可提供不同的优势。所选择的一个实施例或更多实施例被选择和描述以最好地解释本发明实施例的原理、实际应用，并使得本领域其他技术人员能够理解具有适合于所想到的实际应用的各种修改的各种实施例的公开。
【权利要求】
1.一种装置，其包括: 设计系统(402)，其经配置以建立电源系统(100)的初始设计(412)，其中所述电源系统(100)的初始设计(412)满足所述电源系统(100)的设计要求(414)； 仿真系统(404)，其经配置以针对所述电源系统(100)的多个仿真工况(426)仿真所述电源系统(100)的初始设计(412)，从而产生仿真数据(421)； 稳定性评估系统(406)，其经配置以根据所述仿真数据(421)建立所述电源系统(100)的稳定(128)设计的稳定性参数要求(436);和 硬件测试系统(408)，其经配置以测试所述电源系统(100)的稳定设计(437)的硬件实现从而产生硬件测试数据(472)，其中所述稳定性评估系统(406)经配置以使用所述硬件测试数据(472)来验证所述电源系统(100)的稳定设计(437)，从而建立所述电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中: 所述设计系统(402)经配置以建立包括所述稳定性参数要求(436)的所述电源系统(100)的稳定设计(437)。
3.根据权利要求1所述的装置，其中: 所述电源系统(100)的设计要求(414)选自:所述电源系统(100)的电力要求(416)、所述电源系统(100)的安全性要求(418)以及所述电源系统(100)的物理要求(419);并且 所述稳定性参数要求(436)包括选自下列项的所述电源系统(100)的参数要求:米德尔布鲁克准则(442)、奈奎斯特准则(444)、源阻抗(438)、负载阻抗(439)以及共振(440)。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电源系统(100)的所述多个仿真工况(426)包括: 所述电源系统(100)的稳态(428)和瞬态(429)工况(426);和 所述电源系统(100)的仿真正常(431)和仿真异常(434)工况(426)。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述硬件测试系统(408)经配置以针对所述电源系统(100)的多个工况(426)测试所述电源系统(100)的所述稳定设计(437)的所述硬件实现，从而产生所述硬件测试数据(472)，所述电源系统的所述多个工况(426)对应于所述电源系统(100)的所述多个仿真工况(426)。
6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括DC滤波器优化器(410)，其经配置以建立针对所述电源系统(100)的所述稳定设计(437)的阻尼电路(447)的要求，从而减小所述电源系统(100)中的DC滤波器中的共振。
7.根据权利要求1所述的装置，进一步包括模型验证器(490)，其经配置以建立所述电源系统(100)的所述经过验证的稳定设计(475)的经过验证的仿真模型(491)。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述电源系统(100)是飞行器(102)的电源系统(100)。
9.一种用于建立稳定电源系统(1210)的经过验证的稳定设计(475)的方法，其包括: 建立电源系统(100)的初始设计(412)，其中所述电源系统(100)的所述初始设计(412)满足所述电源系统(100)的设计要求(414)； 针对所述电源系统(100)的多个仿真工况(426)仿真所述电源系统(100)的所述初始设计(412)，从而产生仿真数据(421)； 根据所述仿真数据(421)建立所述电源系统(100)的稳定(128)设计的稳定性参数要求(436)； 测试所述电源系统(100)的所述稳定设计(437)的硬件实现以产生硬件测试数据(472);以及 使用所述硬件测试数据(472)验证所述电源系统(100)的所述稳定设计(437)，以建立所述电源系统(100)的经过验证的稳定设计(475)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电源系统(100)的所述设计要求(414)选自所述电源系统(100)的电力要求(416)、所述电源系统(100)的安全性要求(418)以及所述电源系统(100)的物理要求(419)。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述稳定性参数要求(436)包括选自下列项的所述电源系统(100)的参数要求:米德尔布鲁克准则(442)、奈奎斯特准则(444)、源阻抗(438)、负载阻抗(439)以及共振(440)。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述电源系统(100)的所述多个仿真工况(426)包括: 所述电源系统(100)的仿真稳态(428)和仿真瞬态(429)工况(426);和 所述电源系统(100)的仿真正常(431)和仿真异常(434)工况(426)。
13.根据权利要求9所述的方法，其中测试所述电源系统(100)的所述稳定设计(437)的所述硬件实现包括针对所述电源系统(100)的多个工况(426)测试所述电源系统(100)的所述稳定设计(437)的所述硬件实现，以产生所述硬件测试数据(472)，所述电源系统的所述多个工况(426)对应于所述电源系统(100)的所述多个仿真工况(426)。
14.根据权利要求9所述的方法，进一步包括建立针对所述电源系统(100)的所述稳定设计(437)的阻尼电路(447)的要求，从而减小所述电源系统(100)中的DC滤波器中的共振。
15.根据权利要求9所述的方法，进一步包括建立所述电源系统(100)的所述经过验证的稳定设计(475)的经过验证的仿真模型(491)。
16.根据权利要求9所述的方法，其中所述电源系统(100)是飞行器(102)的电源系统。
【文档编号】G06F17/50GK104281731SQ201410319128
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】K·J·卡里米, E·V·索罗多夫尼科, Z·R·路易斯, J·J·怀特 申请人:波音公司