一种航空交流配电系统容错供电控制方法及装置与流程

本申请属于航空配电系统领域，具体涉及一种航空交流配电系统容错供电控制方法及装置。

背景技术：

1、随着飞机供电技术的发展，变频交流电源系统成为各类直升机、运输机及民机的主流供电体制。随着供电容量的增大，负载类型、负载复杂程度的增加及工作时序的叠加，对于配电的可靠性和安全性提出了越来越高的要求。供电系统安全、可靠工作是飞机各关键用电任务系统的核心保障。在正常工作状态下，供电系统可在系统控制下，进行有效的状态转换，但是更重要的是如何在非正常状态下，通过故障检测、隔离及系统重构等方式，保证关键负载供电。

2、目前的交流供电系统架构主要由多通道主发电机、地面电源、辅助电源组成，供电系统运行于非并联可转换工作模式。每个通道主电源向各自通道主汇流条供电，当发生故障时，由其他电源向该通道汇流条进行供电，在系统转电过程中交流电源并联，将导致两个电源之间产生较大环流，严重时甚至损坏设备，因此交流电源严禁并联工作。

3、为防止任意两路交流电源并联，对于供电系统构型中重要接触器采用软硬件协同控制方法，以软件控制为主、硬件互锁控制。民机配电系统由于其高可靠性和高安全性的自动控制需求，构型接触器通常利用汇流条功率控制器(以下简称bpcu)进行控制。bpcu单机配套两台，分别安装于飞机设备舱的左右两侧，两台bpcu航线可更换，互为备份。正常情况下，由左侧bpcu完成交流侧配电系统控制，当左侧bpcu故障时，由右侧bpcu接管左侧bpcu全部功能。bpcu通过采集相关模拟量和离散量信息，按照设定的控制逻辑算法，实现系统控制、故障保护、自检测、状态监测、故障隔离及信息上报，保障供电系统正常工作、故障重构或降级运行。在实际使用过程中，bpcu由于内部硬件、软件异常工作，将极大提高系统控制差错率与虚警率，引发控制逻辑错乱，导致部分汇流条丧失供电控制功能，影响负载供电，进而影响到飞行任务的执行，严重时甚至会带来巨大的经济或生命财产损失。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种航空交流配电系统容错供电控制方法及装置，保证在故障情况下关键任务负载的供电，实现供电系统重构，提高配电系统的任务可靠性及汇流条功率控制器产品的研制保证等级。

2、本申请第一方面提供了一种航空交流配电系统容错供电控制方法，主要包括：

3、步骤s1、由主控cpu及监控cpu同时进行供电场景查询，确定供电源可用性是否发生变化；

4、步骤s2、由所述主控cpu优先对供电系统的各构型接触器进行控制，当由所述主控cpu确定供电源可用性发生变化时，由所述主控cpu按预设的供电逻辑配置表给出控制各接触器通断的指令，其中，所述供电逻辑配置表给出了基于不同的有效供电源组合对应的各接触器通断状态；

5、步骤s3、由监控cpu对主控cpu的指令按照所述供电逻辑配置表进行比对，确定所述指令是否合法，当所述指令合法时，由主控cpu给定的指令为最终输出指令，当所述指令不合法时，截断主控cpu的指令，并由所述监控cpu按预设的供电逻辑配置表给出控制各接触器通断的指令，形成最终输出指令；

6、步骤s4、按照所述最终输出指令对各接触器进行通断操作。

7、优选的是，步骤s1进一步包括：

8、步骤s11、由主控cpu进行上电初始化及自检，自检未通过则复位各接触器输出，并基于arinc429总线向与其连接的航电系统上报故障，自检通过后，进入实时控制模式；由监控cpu进行上电初始化，进入监控模式；

9、步骤s12、在实时控制模式及监控模式下，采集航空交流配电系统内设定模拟量及离散量信息，以进行供电场景查询。

10、优选的是，步骤s4进一步包括：

11、步骤s41、按预设的供电逻辑配置表确定各接触器中需要断开及闭合的接触器；

12、步骤s42、先对需要断开的接触器进行断开操作，后对需要闭合的接触器进行闭合操作。

13、优选的是，步骤s4之后进一步包括：

14、步骤s5、由主控cpu或监控cpu确定汇流条和接触器是否故障，当汇流条或接触器故障时，按预设的故障安全模式进行故障处理。

15、本申请第二方面提供了一种航空交流配电系统容错供电控制装置，主要包括：

16、供电源变化查询模块，用于由主控cpu及监控cpu同时进行供电场景查询，确定供电源可用性是否发生变化；

17、主控cpu指令输出模块，用于由所述主控cpu优先对供电系统的各构型接触器进行控制，当由所述主控cpu确定供电源可用性发生变化时，由所述主控cpu按预设的供电逻辑配置表给出控制各接触器通断的指令，其中，所述供电逻辑配置表给出了基于不同的有效供电源组合对应的各接触器通断状态；

18、最终输出指令生成模块，用于由监控cpu对主控cpu的指令按照所述供电逻辑配置表进行比对，确定所述指令是否合法，当所述指令合法时，由主控cpu给定的指令为最终输出指令，当所述指令不合法时，截断主控cpu的指令，并由所述监控cpu按预设的供电逻辑配置表给出控制各接触器通断的指令，形成最终输出指令；

19、指令输出模块，用于按照所述最终输出指令对各接触器进行通断操作。

20、优选的是，所述供电源变化查询模块包括：

21、初始化单元，用于控制主控cpu进行上电初始化及自检，自检未通过则复位各接触器输出，并基于arinc429总线向与其连接的航电系统上报故障，自检通过后进行实时控制模式，由监控cpu进行上电初始化，进入监控模式；

22、供电场景查询单元，用于在实时控制模式及监控模式下，采集航空交流配电系统内设定模拟量及离散量信息，以进行供电场景查询。

23、优选的是，所述指令输出模块包括：

24、接触器状态确定单元，用于按预设的供电逻辑配置表确定各接触器中需要断开及闭合的接触器；

25、先断后通顺序确定单元，用于先对需要断开的接触器进行断开操作，后对需要闭合的接触器进行闭合操作。

26、优选的是，所述装置还包括：

27、故障安全处理模块，用于由主控cpu或监控cpu确定汇流条和接触器是否故障，当汇流条或接触器故障时，按预设的故障安全模式进行故障处理。

28、本申请降低了bpcu控制差错率，提高了系统控制策略的安全性，能够使供电系统运行在安全模式下，保证重要负载的供电。

技术特征：

1.一种航空交流配电系统容错供电控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的航空交流配电系统容错供电控制方法，其特征在于，步骤s1进一步包括：

3.如权利要求1所述的航空交流配电系统容错供电控制方法，其特征在于，步骤s4进一步包括：

4.如权利要求1所述的航空交流配电系统容错供电控制方法，其特征在于，步骤s4之后进一步包括：

5.一种航空交流配电系统容错供电控制装置，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的航空交流配电系统容错供电控制装置，其特征在于，所述供电源变化查询模块包括：

7.如权利要求5所述的航空交流配电系统容错供电控制装置，其特征在于，所述指令输出模块包括：

8.如权利要求5所述的航空交流配电系统容错供电控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

技术总结
本申请属于航空配电系统领域，涉及一种航空交流配电系统容错供电控制方法及装置。该方法包括：由主控CPU及监控CPU同时进行供电场景查询，确定供电源可用性是否发生变化；由所述主控CPU优先对供电系统的各构型接触器进行控制，当供电源可用性发生变化时，由主控CPU按预设的供电逻辑配置表给出控制各接触器通断的指令；由监控CPU对主控CPU的指令按照供电逻辑配置表进行比对，指令合法时，主控CPU给定的指令为最终输出指令，否则，监控CPU按预设的供电逻辑配置表形成最终输出指令；步骤S4、按照最终输出指令对各接触器进行通断操作。本申请降低了BPCU控制差错率，提高了系统控制策略的安全性。

技术研发人员：张桂芳,赵鹏,武珊
受保护的技术使用者：陕西航空电气有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17