WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 32 | 33 || 35 | 36 |   ...   | 65 |

одновременное проявление признаков – k1 и k2), в соКаждую аварийную ситуацию необходимо расчетании аварийных ситуаций (S1, S2 и S3) – P(k1/S1) сматривать по всем четырем случаям:

P(k2/S1) + P(k1/S2) P(k2/S2) + P(k1/S3) P(k2/S3).

I а), I б), I в) и I г) – проявления или не проявления В результате в знаменателе получаем выражение признаков.

Для удобства и большей наглядности предлагается P(S1) P(k1/S1) P (k2/S1) + P(S2) P(К1/S2) P(К2/S2) + строить диагностическую матрицу общего вида + P(S3) P(К1/S3) P(К2/S3).

(табл. 1), которая состоит из столбцов, где размещены конкретные признаки, а в последнем – вероятности После сведения рассмотренных выражений, полуP(kj/Si), и строк, в которых содержатся значения верочим расчетную зависимость 7.

ятности аварийных ситуаций.

Аналогичными действиями получены выражения Для получения необходимых расчетных зависимодля случая I б) – при неявном проявлении первого стей из обобщенной формулы Баейса используйте P(S1 / k1k2 ) признака в аварийной ситуации S1 – ; для данные таблицы.

случая I в) – при неявном проявлении второго приРассмотрим получение выражений для наиболее P(S1 / k1k2 ) знака в аварийной ситуации S1 – ; для слусложного V варианта.

чая I г) – при неявном проявлении обоих признаков V вариант – проявление двух признаков (k1 и k2) P(S1 / k1k2 ) в аварийной ситуации S1 –.

в трех неисправных состояниях (S1, S2 и S3).

Проделав подобные действия с вариацией II б), V вариант будем рассматривать в 4 случаях при получим выражение для второй аварийной ситуации проявлении или не проявлении двух признаков, и в 3 вариациях, т. е. для трех неисправных состояний. (S2) и с вариацией II в) – для третьей аварийной сиВариация II а) для первой аварийной ситуации туации (S3).

(S1): Каждое полученные выражение вида (7) представдля случая I а) – одновременное проявление двух ляет собой одну, из всего многообразия аварийных признаков (k1 и k2) в аварийной ситуации S1. Исполь- ситуаций, математическую модель, ту, которая может зуя обобщенную формулу Баейса (5), получим выра- возникнуть на борту воздушного судна в какой-то жение P(S1/k1k2):

определенный момент.

Диагностическая матрица общего вида Вероятность проявления признака kj Аварийные ситуации Si P(Si) по k1 по k2 по kP(k1/Si) P(k2/Si) P(k3/Si) S1 P(k1/S1) P(k2/S1) P(k3/S1) P(S1) S2 P(k1/S2) P(k2/S2) P(k3/S2) P(S2) S3 P(k1/S3) P(k2/S3) P(k3/S3) P(S3) Авиационная и ракетно-космическая техника Экипаж точно будет знать, какой отказ или неис- его в данный момент, командир (пилот) принимает правность возникла, что позволит принять единствен- единственно правильное решение, выполняет необхоно правильное решение: продолжить полет, прекрадимые операции и снижает риск или выводит возтить выполнение полетного задания, выключить двидушное судно из аварийной ситуации.

гатель, или перейти на другой режим полета, идти на вынужденную посадку, продолжать полет с повыБиблиографические ссылки шенным контролем параметров работы двигателей и систем, запросить экстренную посадку и т. д.

1. Решетов Д. Н., Иванов А. С., Фадеев В. З. НаДля этого необходимо, в соответствии с предлодежность машин. М. : Высш. шк., 1988.

женной методикой, иметь расчеты по возникновению 2. Воробьев В. Г., Константинов В. Д. Техническая отказов и неисправностей всех систем и агрегатов диагностика авиационного оборудования. М. : Трансданного типа воздушного судна, составить программу порт, 2000.

по определению отказов и неисправностей и ввести ее 3. Лукасов В. В. Метод поиска неисправностей и в бортовую вычислительную машину.

его использование в обеспечении надежности летаВ полете, путем введения проявившихся признательных аппаратов : дис. … канд. техн. наук. Красноков в БЦВМ, командир получит информацию об исярск, 2006.

тинном состоянии системы воздушного судна. Зная V. V. Lukasov, N. V. Nikushkin SOLUTION OF A PROBLEM OF SUPPORT OF THE DESISION TO BE MADE BY A CREW TEAM WHEN AN EMERGENCY SITUATION OCCURS WILE IN FLIGHT The authors offer a method for support of the desision to be made by a crew team to avoid the emergency when such situation occurs wile in flight, with the help of a probabilistic method.

Keywords: aircraft, crew, emergency, sign, probability of a state, probability of warning expression.

© Лукасов В. В., Никушкин Н. В., УДК 629.7.064.Е. А. Мизрах, Д. К. Лобанов ДИНАМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НАГРУЗОЧНЫХ УСТРОЙСТВ С РЕКУПЕРАЦИЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЬ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ЭНЕРГОСИСТЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА* Разработана методика динамического синтеза нагрузочных устройств с рекуперацией электроэнергии в сеть электропитания испытательного комплекса энергосистем космического аппарата.

Ключевые слова: энергосбережение, нагрузочное устройство, рекуперация.

Энергосистемы современных космических аппара- содержит в своем составе имитатор солнечной бататов (КА) работают, как правило, на постоянном токе и реи (имитатор СБ), воспроизводящий выходные содержат первичные и вторичные источники электри- вольтамперную характеристику (ВАХ) и полное ческой энергии для электропитания бортовых элек- внутреннее сопротивление СБ; нагрузочное устройсттротехнических систем. При наземных испытаниях во рекуперационного типа (НУРТ), имитирующее вторичных источников электропитания (ВИЭП) КА вольтамперную характеристику и полное внутреннее большой мощности (свыше пяти киловатт) возникают сопротивление реальных бортовых потребителей.

проблемы с утилизацией энергии нагрузочных уст- НУРТ содержит непрерывный стабилизатор тока ройств. Авторами предложен один из вариантов ре- (НСТ) и импульсный стабилизатор тока (ИСТ) стабишения этой проблемы – рекуперация потребленной лизаторы тока, находящиеся в следующей взаимосвяэнергии в сеть постоянного тока, питающую испыты- зи: НСТ стабилизирует выходной ток IВИЭП, а ИСТ, ваемый вторичный источник электропитания [1]. выполненный на основе импульсного преобразоватеЭнергосберегающий испытательный комплекс ля (ИП), стабилизирует ток через непрерывный регу(рис. 1) для наземных испытаний мощных ВИЭП КА лирующий элемент (НРЭ).

*Работа выполнена при финансовой поддержке Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 гг.

Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева Рис. 1. Структурная схема энергосберегающего испытательного комплекса:

СВ – стабилизирующий выпрямитель; ВИЭП – первичный источник электропитания; имитатор СБ – имитатор солнечной батареи; ИП – импульсный преобразователь; ИОН – источник опорного напряжения;

УС – усилитель-сумматор напряжения; ДТ – датчик тока Это позволяет уменьшить рассеиваемую мощность нагрузки обеспечивается полным открытием НРЭ.

НРЭ, его габариты и массу. НСТ образуют НРЭ, дат- НРЭ остается в открытом состоянии до тех пор, пока чик тока ВИЭП (ДТ1), источник опорного напряже- входной ток ИП не увеличится до значения входного ния (ИОН1), усилитель-сумматор напряжения (УС1). тока НУРТ. По мере того как входной ток ИП увелиИСТ образуют ИП, датчик тока ДТ2, протекающего чивается, ток через НРЭ будет уменьшаться.

через НРЭ, ИОН2 и усилитель-сумматор УС2. Для сброса тока IВИЭП необходимо предварительно Принцип работы НУРТ поясняют диаграммы увеличить ток IНРЭ за счет уменьшения тока IИП. Для напряжений и токов (рис. 2). В момент времени t0 этого в момент времени t1 увеличивается напряжение происходит наброс тока ВИЭП, в момент времени U, что приводит к уменьшению тока IИП и к увелиОПt2 – сброс. В момент времени t0 увеличивается опор- чению тока IНРЭ. В момент времени t2 уменьшаются ное напряжение UОП1, что приводит к увеличению напряжения UОП1 и UОП2, что приводит к уменьшению тока, протекающего через НРЭ, и выходного тока токов IНРЭ и IВИЭП.

ВИЭП. По структурной схеме (см. рис. 1) составим схему замещения силовой части системы ВИЭП–НУРТ (рис. 3). На схеме замещения испытываемый ВИЭП представлен в виде источника напряжения EВИЭП с внутренним импедансом ZВИЭП, НРЭ и ИП – как источники тока JНРЭ и JИП с внутренними адмитансами YНРЭ и YИП соответственно.

Рис. 3. Схема замещения для системы ВИЭП–НУРТ Исходя из структурной схемы и схемы замещения, Рис. 2. Диаграммы напряжений и токов при набросе запишем уравнения в операторном виде, описываюи сбросе выходного тока ВИЭП щие процессы в системе ВИЭП – НУРТ:

Увеличение тока IНРЭ в свою очередь приводит к увеличению напряжений UДТ2, UУС2 и к увеличению IВИЭП s = IНРЭ s + IИП s = ( ) ( ) ( ) (1) входного тока ИП – IИП. Так как НСТ стабилизирует КЗ Yвн КЗ Yвн = IНРЭ s + IНРЭ s + IИП s + IИП s ;

( ) ( ) ( ) ( ) ток IВИЭП, равный сумме токов IНРЭ и IИП, то увеличение тока IИП приводит к уменьшению тока IНРЭ и наКЗ КЗ IНРЭ s = UУН1 s WНРЭ s ; (2) ( ) ( ) ( ) оборот. Таким образом, ток IНРЭ возвращается к прежнему значению. Высокая скорость нарастания входКЗ КЗ IИП s = UУН2 s WИП s ; (3) ( ) ( ) ( ) ного тока НУРТ при имитации ступенчатого наброса Авиационная и ракетно-космическая техника Yвн UДТ1 s = IВИЭП s KДТ1; (4) ( ) ( ) IИП s ( ) YИП s == ( ) UВИЭП s ( ) UДТ2 s = IНРЭ s KДТ2; (5) ( ) ( ) ИП (12) RвыхCвых. фs +UУC1 s = UОП1 s -UДТ1 s WУC1 s ; (6) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = Wвх ф s ;

( ) ИП Lвых. ф Rвых Lвых. фCвых. фs2 + s +ИП UУC2 s = UДТ2 s ( ) ( )-UОП2 s WУC2 s ; (7) ( ) ( ) ( ) Rвых Yвн UСВ ИП IНРЭ s = ( ) Rвых = ; (13) ИП (8) Iвых ХХ = UВИЭП s - ZВИЭП s IВИЭП s YНРЭ s ;

( ) ( ) ( ) ( ) () UВИЭП KШИМ = ; (14) Yвн ХХ UПИЛ IИП s = UВИЭП s - ZВИЭП s IВИЭП s YИП s, (9) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) где IВИЭП – выходной ток испытываемого ВИЭП;

Wвх. ф s = ; (15) ( ) RпCвх. фs +IНРЭ – ток, протекающий через НРЭ; IИП – входной КЗ КЗ ток ИП; IНРЭ – ток короткого замыкания НРЭ;

IНРЭ s ( ) KНРЭ КЗ WНРЭ s == ; (16) ( ) Yвн IНРЭ – ток, обусловленный внутренним адмитансом UУС1 s ( ) TНРЭs2 + 2НРЭTНРЭs +КЗ НРЭ; IИП – входной ток короткого замыкания ИП;

Yвн Y0 НРЭ TYнрэ1s +IНРЭ s ( ) ( ) Yвн YНРЭ s == ; (17) ( ) IИП – входной ток ИП, обусловленный внутренним UВИЭП sнрэ( ) TY2 s2 + 2YнрэTYнрэ2s +адмитансом ИП; UУС1 – выходное напряжение УС1;

ВН ZВИЭП s = Z0 ВИЭП TВИЭПs +1, (18) КЗ ( ) ( ) UУС2 – выходное напряжение УС2; WНРЭ s – переда( ) КЗ где – коэффициент заполнения ИП; UВИЭП – выходточная функция (ПФ) НРЭ, связывающая IНРЭ с сигное напряжение ВИЭП; UСВ – выходное напряжение КЗ налом управления UУС1; WИП s – ПФ ИП, связы( ) СВ; UПИЛ – размах выходного напряжения генератора КЗ пилообразного напряжения ШИМ-контроллера; Rп – вающая IИП с сигналом управления UУС2; UОП1 – высопротивление проводов, Свх. ф – емкость конденсатоходное напряжение ИОН1; UОП2 – выходное напряжеИП ние ИОН2; UДТ1 – выходное напряжение ДТ1;

ра входного фильтра ИП; Iвых – выходной ток ИП;

UДТ2 – выходное напряжение ДТ2; WУС1(s) – ПФ УС1;

Свых. ф – емкость конденсатора выходного фильтра ХХ WУС1(s) – ПФ УС2; UВИЭП – выходное напряжение ИП; Lвых. ф – индуктивность дросселя выходного фильтра ИП; KНРЭ – коэффициент передачи НРЭ; ТНРЭ, холостого хода ВИЭП.

ТYнрэ1, ТYнрэ2 – постоянные времени НРЭ; НРЭ, По уравнениям (1)–(9) составлена функциональная Yнрэ – коэффициенты относительного демпфировасхема системы ВИЭП–НУРТ (рис. 4).

ния; Y0 НРЭ – активная составляющая адмитанса НРЭ;

Усилители-сумматоры описываются уравнениями Z0 ВИЭП – активная составляющая импеданса ВИЭП;

апериодических звеньев [2], а их ПФ имеют вид ТВИЭП – постоянная времени ВИЭП. Исследуем НСТ KУСи ИСТ на устойчивость частотным методом. В соотWУС1 s = ;

( ) KУСветствии с функциональной схемой, приведенной s +на рис.4, по формуле Мезона [3] составим ПФ раfоузомкнутых контуров НСТ и ИСТ:

KУСWУС2 s =, (10) UОП1 s ( ) ( ) KУСWНСТ РК s == ( ) s +UДТ1 s ( ) fоуКЗ КЗ WУС1 s WНРЭ s KДТ1 +WУС1 s WНРЭ s ( ) ( ) ( ) ( ) где KУС1, KУС2 – коэффициенты усиления УС1 и УС2, (19) КЗ KДТ1WУС2 s WИП s KДТ( ) ( ) fоу1, fоу2 – частота единичного усиления УС1 и УС2.

= ;

ПФ и внутренний адмитанс НРЭ и ИП были опре1+ YНРЭ s ZВИЭП s + YИП s ZВИЭП s + ( ) ( ) ( ) ( ) делены экспериментально на макетах с помощью неКЗ + ZВИЭП s YНРЭ s KДТ2WУС2 s WИП s ( ) ( ) ( ) ( ) посредственного измерения амплитудной частотной (АЧХ) и фазовой частотной характеристик (ФЧХ) UОП2 s ( ) и последующей аппроксимации: WИСТ РК s == ( ) UДТ2 s ( ) КЗ IИП s ( ) КЗ КЗ WУС2 s WИП s KДТ2ZВИЭП s YНРЭ s + ( ) ( ) ( ) ( ) WИП s == ( ) UУС2 s (20) ( ) КЗ КЗ + WУС2 s WИП s KДТ2WУС1 s WНРЭ s KДТ( ) ( ) ( ) ( ) ИП (11) =.

RвыхCвых. фs +KШИМ ВН 1+YНРЭ s ZВИЭП s +YИП s ZВИЭП s + = Wвх ф s ; ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ИП Lвых. ф Rвых КЗ Lвых. фCвых. фs2 + s ++ WУС1 s WНРЭ s KДТИП ( ) ( ) Rвых Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева Рис. 4. Функциональная схема для системы ВИЭП–НУРТ Статические коэффициенты передачи ла определяется разностью фаз ПФ слагаемых числителя:

KНСТ = WНСТ РК j и KИСТ = WИСТ РК j ( ) ( ) 0 WЧ jп = WЧ1 jп +WЧ2 jп = ( ) ( ) ( ) разомкнутых контуров НСТ и ИСТ находят методами теории автоматического управления [3] исходя из = WЧ1 jп cos 1 + j WЧ1 jп sin 1 + ( ) ( ) требования заданной точности стабилизации тока (27) ВИЭП и тока НРЭ соответственно: + WЧ2 jп cos + j WЧ2 jп sin 2 = ( ) ( ) UОП= Ki п cos 1 + cos 2 + j sin 1 + sin2.

( ) () () НСТ t =, (21) ( ) 1+ KНСТ t Анализ выражения (27) показывает, что глубина UОПпровала будет минимальной, если выполняется услоИСТ t =, (22) ( ) вие 1+ KИСТ t - 2 3 ± 2k 1 - 2 + 2 3 ± 2k, (28) где НСТ – величина ошибки стабилизации тока ВИЭП, ИСТ – величина ошибки стабилизации тока где k = 0, n.

НРЭ.

Выполнение этого условия достигается увеличеKУС1 и KУС2 находят из решения системы уравне- нием коэффициента усиления KУС1 и уменьшением ний:

коэффициента усиления KУС2, при этом не должен уменьшаться статический коэффициент KНСТ в конту () KНСТ = WНСТ РК KУС1, KУС2, j, ре НСТ. Анализ числителя выражения (19) показыва (23) () ет, что частота пересечения п в большей степени K = WИСТ KУС1, KУС2, j.

ИСТ РК зависит от коэффициента KУС2, чем от KУС1, так как Числитель ПФ разомкнутого контура НСТ предWУС1(s) входит в качестве множителя в оба слагаемых ставляет собой сумму двух слагаемых WЧ1 j и числителя (19). При уменьшении коэффициента KУС( ) частота пересечения п будет сдвигаться в низкочасWЧ2 j :

( ) тотную область, тем самым уменьшая разность фаз WЧ j = WЧ1 j +WЧ2 j, (24) ( ) ( ) ( ) 1–2. Задача усложняется тем, что при подборе коэффициентов KУС1 и KУС2 усилителей-сумматоров изгде КЗ меняются их ФЧХ, что приводит к изменению ФЧХ WЧ1 j = WУС1 j WНРЭ j KДТ1, (25) ( ) ( ) ( ) ПФ разомкнутых контуров НСТ и ИСТ.

Pages:     | 1 |   ...   | 32 | 33 || 35 | 36 |   ...   | 65 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.