有源电力滤波器的T-S建模及控制研究

提出一种含有多通道多余度起动／发电机、功率变换单元、集成电作动器的多电机系统。从系统的层面研究多通道发电系统冗余供电、多余度功率变换器和逆变器智能配电及多通道集成电作动器冗余用电中的关键技术问题。建立该多电机系统的数学模型，构建系统半实物仿真平台，研究各种工作模式和运行状态下的系统特性和控制策略，并确定实际系统控制所需要的各种参量；建立多电机系统场路耦合的故障分析模型，研究系统中各种典型故障状态，获得多电机系统的各种故障特性，为系统容错运行策略的选择提供依据；研究多电机系统故障检测、故障隔离和系统重构技术，解决多余度发电故障状态下的电流均衡和多余度用电故障状态下的负载均衡问题；提出多电机系统的冗余管理及容错运行综合控制策略；搭建多电机系统实验台，对多电机系统的冗余运行、各类故障状态、系统负载变化等进行试验研究，以验证理论研究的正确性和有效性，为进一步研究多电航空电气系统奠定基础。

本项目研究了电器控制系统故障建模分析及诊断预测方法，并在故障影响与传播分析中，结合复杂网络的概念开展了相应的研究。首先对电器控制系统中表示节点和连接关系的断路器等元部件的状态和工作性能及故障模式与影响做了研究分析，在已有的研究结果基础上，完成了用于故障编码和故障影响因素分析的电器控制系统建模平台，实现了有向图算法和计算机辅助分析手段。考虑到电器控制系统的特点, 对系统分层拓扑模型概念和节点划分做了定义和设定的划分原则。研究了采用分层拓扑模型的描述方法，将整个系统的建树工作量划分到不同层次上的部分结构建树,并将重复子系统或元件进行故障预存储,最后在整体上形成故障树,实现系统结构知识到故障诊断知识的转化,并据此建立了相应的故障诊断知识库。基于复杂网络概念，研究了有向图的故障节点传播模型，利用故障传播的矩阵分析方法，通过定义的故障直接传播和间接传播，得到了每种故障发生的概论及对其它节点的影响度，将该方法应用于飞机电源供电系统中，做了实例验证。在完成了元件故障信息、相互连接关系和子系统故障传播基础上，将电器控制系统从整体上进行抽象，建立起具有复杂网络特性的综合模型，定义了节点的聚类系数和平均距离，系统中不同节点的度分布描述了该节点受到的故障影响。针对一个航空电源系统，建立了网络节点模型，研究了网络连接中节点的度和聚类系数特性，表明网络具有小的平均路径和大的聚类系数，满足小世界网络特性。在故障传播特性分析中，定义了连接矩阵和激活函数，确定故障的传播阈值，通过仿真得到在同一故障下的不同节点受影响情况，从而对故障发展趋势做出相应的预测分析。在数值仿真和半实物仿真实验研究的基础上，编制了相应的建模算法和分析软件，建立起了测试电器控制系统的实验平台，最终实现了电器控制系统故障诊断建模与预测研究的综合系统。 2100433B

等压过程线如图1《定压过程的p-v图及T-s图》所示。定压过程线在p-v图上是一条水平的直线；在T-s图上则是一条曲线，取定值比热容时定压过程也近似为对数曲线，当定压线的斜率比定容线更为平坦些。