引言

航空電源系統(tǒng)承擔(dān)著向所有機載用電設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠、安全和不問斷供電的任務(wù)。它可以作為飛行控制、通信導(dǎo)航、武器裝備等系統(tǒng)的重要電源。航空電源供電系統(tǒng)的優(yōu)劣和可靠性對飛機完成作戰(zhàn)任務(wù)和保障飛行過程的安全具有不可替代的作用。航空地面電源是飛機地面保障的重要設(shè)備，它的主要作用是檢查飛機地面上起動情況和機載設(shè)備的通電情況。飛機供電系統(tǒng)主要包含有三種工作狀態(tài)： 正常工作狀態(tài)、非正常工作狀態(tài)和應(yīng)急工作狀態(tài)。不同的工作狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的過程主要分為轉(zhuǎn)換工作和保護工作兩部分。其中，轉(zhuǎn)換工作是指在正常工作狀態(tài)下供電電源的轉(zhuǎn)換，這個過程由工作指令系統(tǒng)控制，是轉(zhuǎn)換工作的重要組成部分。不中斷供電是一種新的供電模式，以往造成供電中斷主要是由兩個原因引起的，一個是由于供電系統(tǒng)短路引起的，另一個是由于電源之間相互轉(zhuǎn)換引起的。電源之間的轉(zhuǎn)換包括飛機上主電源之間的轉(zhuǎn)換，主電源與應(yīng)急電源之間的轉(zhuǎn)換，地面電源向飛機上電源的轉(zhuǎn)換。地面電源與飛機上主電源之間轉(zhuǎn)換屬于正常轉(zhuǎn)換，如果一臺主發(fā)電機發(fā)生故障而引起的斷電屬于故障轉(zhuǎn)換，供電系統(tǒng)通過控制程序使該發(fā)電機退出工作狀態(tài)， 由其他正常的發(fā)電機代替供電。

1.國內(nèi)外發(fā)展概況

隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，機載用電設(shè)備對航空電源供電系統(tǒng)的依賴性越來越強，現(xiàn)代化的通信設(shè)備、導(dǎo)航定位系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)和飛機控制系統(tǒng)等各種機載電子設(shè)備不斷裝備飛機，這要求航空供電系統(tǒng)要提供穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)良的電源。機載電子設(shè)備對航空供電電源的穩(wěn)定性、精度、可靠性等技術(shù)指標都有嚴格的要求。短時間的供電中斷都可能使飛機上的電子設(shè)備失效，從而影響到與它相關(guān)的其他用電設(shè)備，給整個飛機帶來安全隱患，危及飛行安全。對于航空電源供電系統(tǒng)的不中斷供電，控制程序比較復(fù)雜。如果需要由地面電源供電向航空電源供電轉(zhuǎn)換時，地面電源控制裝置會向飛機的發(fā)電機控制裝置發(fā)送一個信號， 實現(xiàn)飛機發(fā)電機與地面電源的輸出頻率同步。交流發(fā)電機的并聯(lián)可以解決飛機用電設(shè)備的供電，但尚未完全解決不中斷供電的問題。

2.方案設(shè)計

在飛機起動過程中瞬間斷電問題成因的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能控制理論和魯棒控制理論，運用地面供電電源與航空電源供電轉(zhuǎn)換的同步控制技術(shù)，實現(xiàn)地面電源向航空電源供電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。同步控制技術(shù)可以降低電源轉(zhuǎn)換過程中暫態(tài)過程的過電壓和過電流，從而提高航空電源系統(tǒng)和機載用電設(shè)備的壽命。航空地面電源供電設(shè)備以飛機總線控制計算機為核心，該計算機的工作性能很強，在惡劣環(huán)境中的穩(wěn)定性和適應(yīng)性都很好。計算機的邏輯處理電路、接口電路、傳感器均采用高科技高性能的器件。用來實施對飛機供電系統(tǒng)的控制。通過傳感器將數(shù)據(jù)信息采集過來，經(jīng)過計算機處理數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測到的信號參數(shù)的各種指標來判斷航空供電電源性能的好壞以及產(chǎn)生故障的原因。系統(tǒng)原理如圖1所示。

3.軟件設(shè)計及流程

航空地面電源供電設(shè)備采用了兼有高級程序設(shè)計功能和低級匯編語言功能的C++語言，為了．能準確的顯示傳感器所測量到的結(jié)果，軟件使用VC語言進行編寫，編寫后的界面可以實時監(jiān)控測量結(jié)果，使程序?qū)崿F(xiàn)模塊化設(shè)計。在軟件系統(tǒng)中設(shè)計了獨立的數(shù)據(jù)采集模塊和獨立的故障診斷模塊。數(shù)據(jù)采集模塊包括：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理。故障診斷模塊是對航空電源系統(tǒng)出現(xiàn)的常見故障做出實時正確的診斷，并及時找出故障原因和排除故障。

4.結(jié)論

在航空電源轉(zhuǎn)換過程中，特別是保護工作過程出現(xiàn)供電中斷是不可避免的，而不中斷供電也僅能在電源正常工作時實現(xiàn)，對全電飛機和多電飛機的設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。

本文結(jié)合智能控制理論，采用成熟技術(shù)和利用可靠裝備，進行基于不中斷供電技術(shù)的航空地面電源改進方案研究。通過對地面電源的技術(shù)改進，實現(xiàn)地面電源向航空電源系統(tǒng)供電的無縫轉(zhuǎn)換，提高了航空電源的供電可靠性。