先進(jìn)飛機(jī)電氣系統(tǒng)測控平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究

王聰濤 張 賽

石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司 河北 石家莊 050200

引言

近年來,我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,為飛行事業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ),為了能夠保證飛機(jī)電氣系統(tǒng)具有安全性和穩(wěn)定性,需要通過測控平臺(tái)對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢測。因此,進(jìn)一步提高電氣系統(tǒng)測控成為當(dāng)前電氣工程師以及相關(guān)學(xué)者亟需解決的問題。本文通過對(duì)飛機(jī)電氣系統(tǒng)進(jìn)行簡單的介紹,并對(duì)測控平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究,希望能夠?yàn)槲覈w行事業(yè)的持續(xù)發(fā)展添磚加瓦,促進(jìn)我國飛行事業(yè)與世界接軌。

一、飛機(jī)電氣系統(tǒng)的概念

電氣系統(tǒng)能夠保證電能穩(wěn)定傳輸和使用,飛機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)消耗大量的電能,因此電力設(shè)備也相對(duì)較多,這些設(shè)備可以歸納為三種類型,分別為:生產(chǎn)電能、傳送電能和使用電能,能夠充分滿足這些要求的電力設(shè)備總結(jié)歸納又可以稱作飛機(jī)電氣系統(tǒng),飛機(jī)在運(yùn)行過程中,導(dǎo)航等系統(tǒng)均需要通過消耗電能才能發(fā)揮功能。由此可見,保證電氣系統(tǒng)的安全性是飛機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的首要條件。

二、先進(jìn)飛機(jī)電氣系統(tǒng)測控平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)

(一)飛機(jī)配電系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。飛機(jī)在運(yùn)行過程中,可以通過配電系統(tǒng)科學(xué)、合理的分配電能,只有充分保證電能從發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生,并傳送到用電設(shè)備進(jìn)行使用,同時(shí)二者能夠相互控制和協(xié)調(diào),才能充分完成合理分配電能這一目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,飛機(jī)內(nèi)部構(gòu)造也越來越復(fù)雜,用電設(shè)備也相應(yīng)增多,用電需求隨之增加,總體而言,飛機(jī)配電系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性,為了能夠保證配電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全,當(dāng)前可以通過自動(dòng)配電、遙控配電、常規(guī)配電三種方式對(duì)電能進(jìn)行合理分配。其中常規(guī)配電比較適合小型飛機(jī)使用。遙控配電具有減輕電網(wǎng)重量的優(yōu)勢,然而在運(yùn)行過程中由于散線較多,不能夠完全達(dá)到自動(dòng)化目標(biāo),因此使用受到限制。使用較為廣泛的是自動(dòng)配電,具有良好的可靠性和穩(wěn)定性,并且可以降低導(dǎo)線用量,是飛機(jī)配電未來發(fā)展的必然趨勢。

(二)電氣系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。當(dāng)前,先進(jìn)飛機(jī)通常由集中式配電系統(tǒng)、分布式配電系統(tǒng)以及集散式配電系統(tǒng)三種方式組成,我國飛行事業(yè)相對(duì)于發(fā)達(dá)國家而言起步較晚,一些理論和實(shí)踐知識(shí)等方面有待加強(qiáng),結(jié)合國外飛行事業(yè)電氣系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)來看,使用較為廣泛的為分布式配電系統(tǒng)。分布式配電系統(tǒng)具有較多優(yōu)勢,與其他兩種方式相比更加適用于大型飛機(jī),并且具有足夠安全性和穩(wěn)定性。同時(shí),國外飛行事業(yè)通常會(huì)使用負(fù)載自動(dòng)管理技術(shù)對(duì)電能的負(fù)載情況進(jìn)行控制,在一定程度上能夠保證電能的安全使用,將分布式配電系統(tǒng)與負(fù)載自動(dòng)管理技術(shù)相結(jié)合,能夠充分保證電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定,國內(nèi)學(xué)者和專家需要結(jié)合這一理論進(jìn)行更加深入的研究,從而促進(jìn)飛機(jī)運(yùn)行具有可靠性。

(三)電氣系統(tǒng)的具體需求和相關(guān)功能。飛機(jī)在運(yùn)行過程中需要消耗較多電能,因此對(duì)電氣系統(tǒng)的需求較高,首先需要具備完善的自檢功能,通過自檢功能能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)隱患問題,有利于及時(shí)上報(bào)以及采取措施解決,從而充分保證電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行,另外,還需具備監(jiān)控功能,通過監(jiān)控功能能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)督和控制飛機(jī)內(nèi)部的匯流條,并且可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)斷開的目標(biāo),避免接入外電源引發(fā)故障。與此同時(shí)還需加強(qiáng)對(duì)各級(jí)匯流條進(jìn)行檢測。除此之外,還需具備檢測平臺(tái),通過檢測平臺(tái)可以對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析和總結(jié)。為了保證控制電路中的電能荷載穩(wěn)定,需要對(duì)EMPC進(jìn)行監(jiān)督控制。從而保證飛機(jī)運(yùn)行具有安全性和穩(wěn)定性。

(四)科學(xué)選取主控制器。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,能夠滿足先進(jìn)飛機(jī)電氣系統(tǒng)需求的控制器有以下兩種:一種為單面機(jī),另一種為數(shù)字信號(hào)處理器。其中單片機(jī)也叫作MSU,具有體積小、易安裝、功能全等優(yōu)勢,并且種類較多,有良好的兼容性,當(dāng)前被飛行事業(yè)廣泛青睞和使用。雖然單片機(jī)具有多重優(yōu)勢,但是其自身也包含一定的缺陷,具體可以體現(xiàn)在晶振頻率上,與其他控制器相比,單片機(jī)晶振頻率較低,因此在運(yùn)行過程中效率也會(huì)相應(yīng)降低。不適用于較為復(fù)雜的計(jì)算,如果將其運(yùn)用到電氣系統(tǒng)中,如果進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí),需要通過其他設(shè)備進(jìn)行輔助,這也加劇了設(shè)備整體的困難性和復(fù)雜性。

三、先進(jìn)飛機(jī)電氣系統(tǒng)測控平臺(tái)采集和分析數(shù)據(jù)

(一)采集處理模塊。飛機(jī)電氣系統(tǒng)測控平臺(tái)采集數(shù)據(jù)可以分為兩種,分別為:模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào),二者內(nèi)置單元與采集形式具有差異性,通常情況下,數(shù)字信號(hào)采集數(shù)據(jù)時(shí)使用的是GP10模板。模擬信號(hào)采集數(shù)據(jù)時(shí)使用的為ADC模板。

(二)交流量采集和處理。采集交流量模擬時(shí),可以通過轉(zhuǎn)換信息的方式進(jìn)行,在轉(zhuǎn)換過程中需要利用硬件設(shè)備進(jìn)行輔助,在轉(zhuǎn)換過程中,軟件會(huì)結(jié)合定時(shí)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行中斷,中斷后重新啟動(dòng)可以完成電能傳輸和信息接收,完成數(shù)據(jù)采集后,需要對(duì)交流模擬進(jìn)行儲(chǔ)存和分配。另外,交流量采集過程中還需加強(qiáng)注意信號(hào)中斷的過程,要及時(shí)和迅速,保證在最短時(shí)間內(nèi)能夠恢復(fù)。

四、結(jié)語

綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,飛行事業(yè)的發(fā)展規(guī)模也越來越大,飛機(jī)內(nèi)部構(gòu)造隨之復(fù)雜,為了能夠充分保證飛機(jī)運(yùn)行安全、可靠,需要對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制,本文通過對(duì)先進(jìn)飛機(jī)電氣系統(tǒng)的概念進(jìn)行介紹,并對(duì)電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行深入分析,另外對(duì)測控平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行研究,希望能夠?yàn)轱w行事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。