飞机电气系统综合控制技术

屈斌

摘 要：近年来，飞机系统呈现出全面数字化的趋势。计算机和总线技术的发展为集成系统控制创造了条件。飞机性能越高，设备类型和投入飞机的电器数量就越多，从而提高系统供应的质量和可靠性。经过对飞机电子控制综合管理系统的研究。

关键词：飞机电气系统;综合控制;技术

随着电气和微电子技术的发展，固态装置取代了传统的飞机电子继电器。這些装置可以由电脑控制。自动负载控制和管理由计算机执行，而不是由整个设备或部分设备执行，从而减少设备的负载。该系统以计算机为中心，由多处理器总线和固态或混合控制器组成，新的配电系统被称为飞机综合控制系统。

一、飞机供电系统概述

飞机供电系统是现代飞机的重要组成部分。该功能是飞机上所有用电设备例如空中交通管制、各种电子设备、武器管制、照明、防冰和环境控制系统，以满足技术规定的性能要求，确保电气设备正常运行。飞机的电气系统由供应系统和电气设备组成。电力系统是一种电力、控制、转换和配电系统，分为电力和配电系统。供电系统由主、二次、应急和辅助电源组成。主电源航空发动机驱动的发电机和功率调节器组成。主电源是飞机电气设备的主电源。二次电源将主电源的能量转换为另一种形式的电流。应急电源是独立，当主电源在飞行过程中出现故障时，飞机的主要电气设备得到供电。航空航天电池和辅助发电机是飞机上常用的辅助电源。配电系统由电线、配电装置和保护装置组成，用于将电源输出的电力传输到电气设备。配电系统的重量通常是电力系统的倍数，因此降低配电系统的重量很重要。

二、电气综合控制管理系统结构

1.电源系统。基于微处理器的数字GCU比模拟早期GCU提供更多的控制和保护。它支持故障检测、隔离和多数据流，提高了电力系统的可维护性，并改进了自动化管理。GCU完成发电机的电压调节、控制和保护。GCU与PSP通信，并将交流电源主状态和故障数据发送到PSP。此外，GCU和APCU之间还存在电缆连接。GCU通过固定电缆向APCU发送工作状态信号至主电网通道。当交流主电路故障时，APCU对主电路进行交流控制。GCU独立于PSP运作。变压器的控制、状态和故障信号输出由连接到DCPU执行，为DCPU提供二次直流电源的状态和故障信号。

2.控制汇流条。（BPCU）主要用于监控、隔离和转换主总线和网络总线。同时，它可以连接到多个电机功率控制器（EMPC），以实现大功率负载的自动控制和管理，以及分布式负载的控制和保护。从电源电压到电机的转换控制由APCU执行。直流主汇流条之间的开关控制和干扰隔离由DPCU完成。

3.配电技术。飞机配电系统由电网、装置和电网保护组成。该功能是将电源输出的电能传输到飞机并分配给飞机的电气设备。更广泛地使用高性能飞机和电器，传统配电方法可能会导致交通堵塞和配电系统重量增加。手动负荷管理和驾驶员超载。它为配电系统提供了高性能、容错和可靠性。冗馀容错自动配电系统是提高系统可靠性的技术手段。这样，系统就可以在单点和多点故障时提供负载供电。

自动配电系统。是根据关键飞行、任务和非关键负载分类的容错系统。该系统具有自动管理和配电的SSPC，为关键飞行负载提供可靠、容错的电源。这是一个基于总线的计算机控制系统。该系统由PSP、RPDU、远程终端和数据总线组成。PSP负责整个系统的控制。CPU布局用于提高可靠性。两个PSP之间的单独线路确保两个PSP都需要总线控制。PSP管理和控制系统通常执行总线控制功能。另一个PSP监视上一个PSP。如果先前PSP检测到错误，则该函数将以先前PSP的运行。PSP通过接收航空航天电子系统的指令来收集电气系统的数据，以便对高层系统执行控制任务，实现配电系统的集中管理。RPDU是一个分布式负载中心，用于控制和管理周围负载以共享PSP负载。PSP监控其总线的电压和电流，并在ssp和总线故障时控制和监控控制。继电器切换到另一汇流条，并向PSP发送状态消息。根据载荷的含义和位置，RPDU将其分配给下一区域的相应总线。RPDU会根据正常工作状态和负荷运行自动分配电力负荷，以便自动管理电力供应。远程终端。具有局部处理能力的智能终端。它主要监测主总线的电压，控制外部电源。50 EMPC/rt为分布式控制和高电流保护类型提供了以下功能，控制EMPC的动作以保护电源和相应的负载。监视主分发中心和EMC的状态并报告录PSP。BPCU和EPCU实现远程终端的功能。SSPC由功率半导体和大型集成电路组成。电机在无故障的情况下降低，自动供电是可能的。它具有继电器、接触器等功能，可防止在开关过程中电弧和烧蚀。故障保护是通过直接检测电流实现的，而不是通过热备份实现的，以尽量减少短路的影响。

4.自动负载管理。自动配电系统具有自动负载管理功能。ELMS配置分布在飞机不同部分的多个RPDU。基于与飞机不同飞行阶段相对应的不同载荷管理原理的不同载荷自动控制。负荷管理的优先顺序取决于发电机数量、容量、总线布局、运行状态、电力负荷类型和电力需求。各SSPC开关必须根据所需的逻辑方程进行，逻辑方程中每种状态的信息应通过可能反映RPDU传输到的系统飞行状态的相关物理数据进行。PSP处理终端电源状态和负载状态，收集此信息并计算相应的负载平衡方程。因此，必须求解载荷控制方程。所需的电源由SSPC提供。每个电气负荷由系统和负荷的逻辑表达式控制。

航空电气综合管理系统目前侧重于航空航天电气工程的研究与发展。我国目前的飞机控制和配电方法已不再符合现代飞机电子系统的要求，因此采用了综合电气控制。系统管理的工程研究旨在积极影响这项技术在我国飞机上的应用。

参考文献：

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