随着多电/全电飞机发展,飞机的关键性负载逐渐变为电器类负载,因此,具有高可靠性的航空独立电源系统是飞机正常安全工作的前提。所谓高可靠性,是指当发电系统负载或转速发生变化时,甚至出现一相短路或断路故障时,仍能输出恒定直流电压值,维持用电设备正常工作。本文首先从电机本体结构、拓扑结构及控制策略三个方面分析比较目前各种容错技术的优缺点,提出采用三相四桥臂拓扑结构作为容错发电系统的主电路拓扑。分析永磁容错电机数学模型及发电系统能量转换关系,提出发电系统变载、变速恒压控制策略,并且通过分析空间电压矢量的分布情况,结合SVPWM调制策略实现容错恒压控制。在理论分析基础之上,利用仿真分析软件MATLAB建立发电控制系统仿真模型,对控制算法进行仿真分析验证。本文设计并搭建了基于三相四桥臂拓扑结构的永磁容错发电控制系统硬件实验平台,该实验平台主要包括控制电路及主功率电路,其中控制电路的核心采用TI公司的数字信号处理器TMS320F2812 DSP芯片,综合故障处理单元采用Lattice公司的CPLD-M4A5芯片,主功率电路的功率器件选用三菱公司的IPM模块。系统软件算法设计采用C语言,主要包括故障识别、正常态及故障态控制算法程序等。在软硬件兼具的基础上,对整个永磁容错发电控制系统进行软硬件联调。通过实验,验证了高可靠性永磁容错发电控制系统变载恒压、变速恒压及容错恒压控制策略的可行性及有效性。