应用电力电子模块化组件的高压大容量变流器的设计

由电力电子模块化组件构成的变流器是实现分布式电力系统的各个组网之间接口功能的理想解决方案,而模块化标准化的软、硬件设计是其关键技术难点。针对该技术难点,系统地总结了各种模块化变流器的拓扑,设计了一种适用于高压大容量场合的三电平H桥结构的电力电子模块化组件,其构建的变流器可完成高压直流输配电的相关能量接口功能。同时提出了与该组件相匹配的标准化分布式分层控制器结构,使得该组件和控制器具备较大的灵活性。最后利用组件构建了MW级变流器实验样机,进行了带载实验。实验结果表明,稳态满载实验输出电压纹波<3.5%,动态加减载实验中电压波动<14%,恢复时间<13 ms。因此该设计组件和相关的分层控制器能够构建大容量变流器并实现其相关功能。

应用目标规划理论的电力电子模块化变流器设计

基于电力电子模块化组件(PEBB)设计电能变换装置存在最优设计的问题,以一种大容量中压变流器设计为例,提出了基于目标规划理论的PEBB设计方法,并建立了变流器的最优模块化设计数学模型。该设计方法以现状分析为基础,以目标体现为导向,然后针对不同目标建立不同的目标表达式和相关约束,按照优先级顺序,最终可以得到与目标实现密切相关的最优模块化数学模型。针对模型具有的决策变量整数有界和非线性特点,通过搜索法和穷举法相结合的方式对模型求解,得到了PEBB的主电路形式和参数,并根据模型求解结果设计了变流器样机,进行了试验。试验结果显示,变流器额定工况稳态输出纹波小于3%,突然加载电压瞬态跌落小于10%,这验证了变流器动、静态输出特性较好,功能得到实现。基于目标规划理论的PEBB设计方法可以应用到其他需要模块化设计的电能变换装置研发中。

关于电子模块化可拆性导热绝缘胶的研制

为适用电子模块化的要求 ,本文通过对有机材料 ,无机材料导热与绝缘的内在联系的分析认识和试验 ,采用了较好的材料 ,提高了按配方固化物的导热性能 ,并通过选择长分子链树脂和长分子链胺类固化剂 ,使固化物具有较好的弹性和可拆性 ,从而对解决模块的散热 ,提高可维修性和降低成本有一定的意义 ,是一种值得推广的材料。

电子模块化电力机车图纸

本文通过对传统图纸存在的缺陷进行分析，提出了利用现有的图纸资源，以AutoCAD2005软件绘制出既有的电力机车图纸、模块库、配件库，论述了设计思路、数据结构及系统实现方式。

基于深度强化学习的综合电子系统重构方法

重构作为综合模块化航空电子系统用来提高容错性和稳定性的常用手段,是指发生某一故障后,系统根据事先预设好的重构蓝图,通过一系列应用迁移动作从故障状态转为正常状态的过程。随着综合电子系统的功能多元化和结构复杂化,提高系统的容错性和稳定性显得至关重要。然而现有的人工重构和传统重构算法这两种重构配置蓝图设计方式难以保证综合电子系统的容错性和稳定性。本文针对综合电子系统故障情况,结合深度强化学习算法,对重构蓝图的重构模型进行探索并提出基于优先经验回放的竞争深度Q网络算法(PEP_DDQN),通过优先经验回放机制和SUMTREE批量样本抽取技术提出基于深度强化学习的优先经验回放和竞争深度Q网络重构算法。实验表明,相较于传统强化学习Q-Learning算法和DQN算法实现的重构蓝图生成算法,所提出的PEP_DDQN算法能生成更高质量的蓝图并具有更高的收敛性能与更快的求解速度。

复杂环境下一种综合模块化航空电子机架的散热设计

本文研究了一种综合模块化航空电子机架,对比了不同的散热方案,采用模块直接风冷的散热方案,能够满足散热要求和电磁兼容及环境适应性等复杂环境要求,经过热设计理论计算、仿真分析和实验验证,结果表明该方案合理可行。

综合模块化航空电子系统安全分析的模型检测方法

综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配,但集成工作增加了系统的复杂性,同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统,这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和个人技能,存在忽视系统故障状态和误判故障影响的局限性。为了解决该问题,提出了一种新的综合模块化航空电子系统安全分析方法——模型检测,使用遍历算法搜索所有系统状态。这种分析过程的使用在实现自动化的同时减少对工程经验的需求。该方法在综合模块化航空电子系统安全分析中的实用性得到验证,在系统需求规格的基础上给出了分析过程,利用模型检测工具NuSMV进行安全性分析。该方法能够自动识别出引起顶层事件的最小故障组合,从而达到传统故障树分析的目的,最终通过案例分析表明了该方法的实用性。

综合模块化航空电子系统构型管理功能设计

构型管理功能是飞机提高安全性的重要功能之一,由于综合模块化航空电子系统的架构特点,其构型管理功能除了要保证软硬件构型一致外,还需要考虑配置数据。本文分析了DO-297定义的构型管理功能设计要求后,针对不同配置数据的功能特点,把构型管理功能划分成配置数据生成、数据加载和兼容性校验三个步骤,并详细描述了各自的具体设计方案。该整体方案已在项目中成功应用。

综合模块化航空电子体系结构研究

军用航空电子系统体系结构关系到战机的可靠性、安全性、可用性、生存性、扩展性和维修性等方面。综合模块化航空电子(IMA)是目前机载航空电子系统结构发展的最高阶段,其特征和优势已经在美国四代机上得到充分展现和发挥,为我国四代机综合航电的研制工作提供了参考依据。回顾了机载航空电子体系结构的发展史,分析了推动IMA体系结构发展的3个主要因素,归纳了IMA的特点,从信息流处理的角度对IMA体系结构进行了划分,并研究了适应于IMA的两种典型的综合航电软件体系结构,指出了发展趋势。最后就我国综合航电体系结构的研究和发展所面临的问题进行了初步探讨。

综合模块化航空电子系统的可靠性设计

ASAAC软件体系结构侧重于整个系统的模块化、可扩展性,其节点使用普通操作系统导致系统可靠性不够。针对该问题,将符合ARINC653标准的高可靠性分区操作系统作为ASAAC软件体系结构的节点操作系统,设计新的ASAAC通用系统管理并将其植入ARINC653的核心软件层,使两者充分融合以提高综合模块化航空电子系统的可靠性。

综合模块化航空电子系统可靠性评估方法研究

综合模块化航空电子(IMA)系统采用资源共享的系统架构,在提供更加复杂强大的航电功能的同时也带来了更复杂的故障增殖模式,针对此问题提出了基于AADL和GSPN的可靠性评估方法。首先采用AADL语言对系统的架构及故障信息进行描述,建立其AADL可靠性模型,为了进一步分析其故障动态行为,研究了AADL可靠性模型向GSPN模型转化规则,通过对GSPN模型的分析来评估IMA系统可靠性。最后以IMA系统显示功能为例进行了可靠性评估,验证了该方法的有效性,并且通过实验对比的方式给出了显示功能架构的选择建议。

综合模块化航空电子核心系统技术研究

介绍了一种综合模块化航空电子核心系统。在系统应用需求及技术特征的分析基础上,提出了一种通用的开放式体系结构模型,并对系统的关键技术进行深入研究探讨,包括系统管理、网络通信、时间同步、容错策略等,最后给出系统设计方案的建议。系统具有可重构性、可重用性、可扩展性和健壮性,可满足先进飞机航空电子系统的应用要求,并为未来新型分布式综合模块化航空电子系统的研究与设计提供技术支持。

带光储系统的模块化电力电子变压器在配电网中的仿真研究

首先分析了带光储的模块化电力电子变压器(Modular Multilevel Converter Power Electronic Transformer,MMC-PET)在配电网中的优越性和MMC-PET对新能源接纳的优势,设计了一种模块化电力电子变压器新型拓扑结构,采用一种三重化的DC/DC变换器作为储能系统的接口,并提出一种储能变流器的协调控制,其中光储系统通过模块化电力电子变压器的低压直流母线接入,其次对模块化电力电子各级控制器和光储变流器控制器进行设计,最后利用Simulik进行仿真,其仿真结果验证了带光储系统的模块化电力电子变压器的技术优势。

基于AADL的综合模块化航空电子通信调度分析与建模

针对具有最终配置信息的综合模块化航空电子(Integtated modular avionics,IMA)系统的通信调度问题,分析了IMA系统网络中通信调度流的产生、特性以及表示方式,并通过实例分析通信调度的生成表示过程。在此基础上,基于架构分析与设计语言(Architecture analysis and design language,AADL),对实例中的通信流进行建模,并进行实例化,得到端口连接一致性检测报告,验证了文中通信流模型的可行性和有效性。

综合模块化航空电子分区配置启动机制

为了解决综合模块化航空电子(IMA)系统资源分配问题并明确分区启动时间,以VxWorks 653分区操作系统为研究实例,针对分区配置和启动过程采用统一建模语言(UML)建立了包括类图和时序图在内的模型。该模型深入地分析了分区配置和启动机制,说明了分区配置在资源分配以及操作系统编译和分区初始化过程中的作用,阐述了分区"冷启动"和"热启动"模式的差别,并建立了实验平台测试两种启动模式的启动时间,测试结果显示分区冷启动和热启动的时间分别为148 ms和8.5 ms,进而提出了这两种分区启动模式的应用场景以及分区配置和应用程序软件启动初始化设计的策略。例如在建立分区主时间框架和健康监控策略过程中应确定分区启动的方式并充分考虑分区启动时间,这些设计策略也适用于其他高安全性应用环境中分区系统的设计。

综合模块化航空电子的液冷设计

介绍了液体冷却技术在综合模块化航空电子设备上的应用,重点放在液体冷却技术在工程实现上所需要的典型模型、冷板流道选择、液流通道的设计与相关计算等相关内容上。样件测试的结果表明了这一技术的工程化应用对机架设备散热带来的优点。

综合模块化航空电子系统标准述评

综合模块化航空电子系统(IMA)是航电系统的发展方向,其技术标准对新型军机、民机航电系统开发具有重要指导作用,阵风、F-22、F-35、A380、B787等飞机的航电系统均采用了其有关概念和技术。重点评述了ASAAC有关系统架构、系统软件、通信/网络、通用功能模块、封装等技术标准,以及ARINC等有关标准。

综合模块化航空电子系统结构的最新发展及挑战

随着综合模块化航空电子结构(IMA)的广泛应用,对IMA的开发和概念解读也随之变得重要。目前,在实现了第一代IMA平台的基础上,第二代IMA平台的架构已提上日程。本文分析了开发下一代IMA平台可能面对的挑战,一是重新配置的能力,二是以多核处理器为代表的COTS处理设备的综合。本文将从重构、多核平台的建构、以及模块化测试等方面对第二代IMA做一个多维、立体的分析。

综合模块化航空电子平台网络故障注入策略

综合模块化航空电子(IMA)平台网络通信结构复杂,在进行故障注入测试时,存在难以选取合适的测试路径及等效、无效故障注入较多的问题。根据IMA平台网络通信结构特点,提出一种新的故障注入策略。首先,根据IMA平台网络对实时性和确定性的要求,提出一种基于通信链路的测试路径优化算法,生成最优测试路径,实现对IMA平台网络测试任务的有序覆盖;然后,在确定测试路径之后,采用有色Petri网(CPN)建模方法搭建测试案例自动生成模型,排除等效与无效故障,精简测路径中每个测试任务所需的测试案例。仿真结果表明,所提方法在测试次数与测试时间等方面均少于传统的故障注入策略,能够克服传统策略中的无序性及盲目性的缺点,降低测试的时间成本。

基于序贯博弈多智能体强化学习的综合模块化航空电子系统重构方法

动态重构是一种有效的综合模块化航空电子系统故障容错方法.重构蓝图定义了系统故障环境下的应用迁移与资源重配置方案,是以最小代价重构恢复系统功能的关键.在复杂多级关联故障模式下,如何快速自动生成有效重构蓝图是其难点.针对该问题,本文提出一种基于序贯博弈多智能体强化学习的综合模块化航空电子系统重构方法.该方法引入序贯博弈模型,将因受故障影响而需要迁移重构的应用软件定义为博弈中的智能体,根据应用软件优先级确定序贯博弈的顺序.针对序贯博弈过程中多智能体间竞争与合作的问题,算法使用强化学习中的策略梯度,通过控制与环境交互中的动作选择概率来优化重构效果.应用基于有偏估计的策略梯度蒙特卡洛树搜索算法更新博弈策略,解决了传统策略梯度算法震荡难收敛、计算耗时长问题.实验结果表明,与差分进化、Q学习等方法相比,所提算法的优化性能和稳定性均具有显著优势.