阅读说明：本技术 一种航空电源系统调压双余度控制方法 (Voltage regulation dual-redundancy control method for aviation power supply system ) 是由 熊春兰 张坤 黄珂龙 贾春艳 张沙沙 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种航空电源系统调压双余度控制方法,该方法周期性检测发电机开关GCS状态、永磁机整流电压、永磁机频率、发电机调压点电压,综合决策是否进行通道切换：当发电机开关GCS接通时,且永磁机整流电压大于第一阈值且永磁机频率大于第二阈值时,发电机调压点电压超过设定阈值范围时进行通道切换,并判断切换后发电机调压点电压是否在一定时间内恢复到设定阈值范围内,若能恢复,则认为A通道故障,且设置下次上电后仅允许B通道输出。若切换后发电机调压点仍未恢复至设定阈值范围内,则继续保持B通道输出,并设置下次上电后默认仍为A通道输出。这样可以防止由于控制器调压通道故障而引起欠/过压故障保护而断电,可以有效提高系统的可靠性。(The invention provides a voltage regulation dual-redundancy control method for an aviation power supply system, which periodically detects the GCS state of a generator switch, the rectified voltage of a permanent magnet machine, the frequency of the permanent magnet machine and the voltage of a voltage regulation point of the generator, and comprehensively decides whether to switch channels: when the generator switch GCS is switched on, the rectified voltage of the permanent magnet machine is larger than a first threshold value, the frequency of the permanent magnet machine is larger than a second threshold value, the channel switching is carried out when the voltage of the voltage regulating point of the generator exceeds a set threshold value range, whether the voltage of the voltage regulating point of the generator after switching is recovered to the set threshold value range within a certain time or not is judged, if the voltage of the voltage regulating point of the generator after switching can be recovered, the A channel is considered to be in fault, and only the B channel is allowed to output after the next power-on. And if the voltage regulation point of the generator is not recovered to the set threshold range after switching, continuously keeping the output of the channel B, and setting the default output of the channel A after next power-on. Therefore, the power failure caused by under/over voltage fault protection due to the fault of the voltage regulating channel of the controller can be prevented, and the reliability of the system can be effectively improved.)

一种航空电源系统调压双余度控制方法

技术领域

本发明属于航空电源系统控制领域，涉及一种航空电源系统调压双余度控制方法。

背景技术

航空电源系统由航空发电机、发电机控制器组成。航空发电机将发动机力矩转换成电能，一般为永磁机、励磁机、发电机三级电机构成。发电机控制器具有调压、投网、故障保护等功能。发电机控制器的调压功能通过对发电机励磁电流大小进行调节，进而调节发电机输出电压，使其满足国家标准《飞机供电特性》电源品质要求。为此发电机的调压功能模块为航空电源系统中的核心重要模块，它的失效将引起发电机输出电压不满足要求，引起欠过压等故障保护，导致机上汇流条失电。

发明内容

针对目前航空电源系统中发电机控制器中的调压功能模块故障率较高，故障影响较大，易引起机上汇流条失电的问题，本发明提出一种航空电源系统调压双余度控制方法，实现航空电源系统中的双调压通道进行冗余切换功能，提高系统的可靠性。

本发明的技术方案为：

本发明提出一种航空电源系统调压双余度控制方法，主要包括以下步骤：

第一步：系统上电后，周期性地检测发电机开关GCS状态、永磁机整流电压、永磁机频率、发电机调压点电压，并进行存储；

第二步：获取当前调压通道的通道信息，所述通道信息指的是当前调压通道为A通道还是B通道；若当前调压通道为A通道，执行下一步；若当前调压通道为B通道，跳至第十四步；

第三步：根据发电机开关GCS状态，判断GCS是否为闭合，若闭合，执行下一步，否则，跳至第十三步；

第四步：根据当前的永磁机整流电压和永磁机频率，判断永磁机整流电压是否大于第一预设阈值并且永磁机频率是否大于第二预设阈值，若满足条件，继续执行下一步，否则，跳至第十三步；

第五步：判断当前发电机调压点电压是否大于设定阈值上限，若是，执行下一步，否则，跳至第九步；

第六步：判断预设的第一延时时间是否到达，若到达，继续执行下一步，否则，跳至第八步；

第七步：将调压通道切换为B通道，并设置B通道切换标识位有效；然后进入第十八步；

第八步：第一延时时间未到达，第一延时时间继续递减，第一延时时间＝第一延时时间初始值-第一递减幅度，所述第一递减幅度＝(发电机调压点电压-设定阈值上限)*第一比例系数；并将第二延时时间复位，置为初始值；然后进入第十八步；

所述第一递减幅度与第一比例系数为相互协调的动态变化值，与当前发电机调压点电压值有关，当发电机调压点电压与设定阈值上限之差较小时，调节第一比例系数，使第一递减幅度较小，递减速度较缓，延时时间越长；反之，当发电机调压点电压与设定阈值上限之差较大时，调节第一比例系数，使第一递减幅度较大，递减速度较快，这样，延时时间越短。这样可以在电机调压点电压超过设定阈值较多时，可以快速切换到B通道，防止电压过大对系统造成损害。

第九步：判断发电机调压点电压是否低于设定阈值下限，若是，执行下一步，否则，跳至第十三步；

第十步：判断预设的第二延时时间是否到达，若到达，继续执行下一步，否则，跳至第十二步；

第十一步：将调压通道切换为B通道，并设置B通道切换标识位有效；然后进入第十八步；

第十二步：第二延时时间未到达，第二延时时间继续递减，第二延时时间＝第二延时时间初始值-第二递减幅度，所述第二递减幅度＝(设定阈值下限-发电机调压点电压)*第二比例系数；并将第一延时时间复位，置为初始值；然后进入第十八步；

所述第二递减幅度与第二比例系数为相互协调的动态变化值，与当前发电机调压点电压值有关，当发电机调压点电压与设定阈值下限之差较小时，调节第二比例系数，使第二递减幅度较小，递减速度较缓，延时时间越长；反之，当发电机调压点电压与设定阈值下限之差较大时，调节第二比例系数，使第二递减幅度较大，递减速度较快，这样，延时时间越短。

第十三步：调压通道保持为A通道，然后进入第十八步；

第十四步：判断B通道切换标识位是否有效，若有效，执行下一步；否则，跳至第十八步；

第十五步：获取发电机调压点电压，判断所述发电机调压点电压是否在设定阈值范围内；若在，执行下一步；否则，跳至第十七步；

第十六步：报A通道故障，并设定下次上电后调压通道的通道信息为B通道，同时将该信息进行存储，然后进入第十八步；

第十七步：设定下次上电后调压通道的通道信息为A通道，同时将该信息进行存储；

第十八步：进入下一次周期检测。

有益效果

本发明提出的是一种航空电源系统调压双余度控制方法，在发电机发电的过程中，周期检测发电机开关GCS状态、永磁机整流电压、永磁机频率、发电机调压点电压，综合决策是否进行调压通道切换，在发电机调压点电压超出设定阈值范围时进行调压通道切换，防止由于控制器调压通道故障而引起欠/过压故障保护而断电，可以有效提高系统的可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例中的航空电源系统调压双余度控制电路示意图；

图2是本发明实施例中的航空电源系统调压双余度控制方法流程示意图。

具体实施方式

本发明所述航空电源系统中发电机控制器双调压通道电路示意图，如图1所示。其中，控制器上电后并进行发电时，两路调压通道电路根据当前的发电机调压点电压分别进行调压，软件控制多通道选择芯片，默认选择A通道励磁调节输出。软件周期性检测发电机开关GCS状态、永磁机整流电压、永磁机频率、发电机调压点电压，综合决策是否进行通道切换：当发电机开关GCS接通时，且永磁机整流电压大于第一预设阈值且永磁机频率大于第二预设阈值时，判断发电机调压点电压超过设定阈值范围(设定阈值下限，设定阈值上限)时进行通道切换(即由A通道切换至B通道励磁调节输出)，并判断切换后发电机调压点电压是否在一定时间内恢复到设定阈值范围内，若能恢复至设定阈值范围内，则认为A通道故障，且设置下次上电后仅允许B通道输出。若切换后发电机调压点仍未恢复至设定阈值范围内，则继续保持B通道输出，并设置下次上电后默认仍为A通道输出。以上操作步骤可防止由于控制器调压通道故障而引起欠/过压故障保护而断电，可以有效提高系统的可靠性。

其中，发电机调压点电压的正常范围是(AA，BB)，但在设计时，为防止发电机调压点电压超过正常范围值过大而对航空电源系统造成严重损害，故在设定发电机调压点电压阈值范围时，会比发电机调压点电压的正常范围更苛刻一些，即(AA+CC，BB-DD)，其中，(AA+CC)为设定阈值下限，(BB-DD)为设定阈值上限。

发电机调压点电压阈值范围是：(设定阈值下限，设定阈值上限)。正常情况下，发电机调压点电压应在上述设定的阈值范围内。

当发电机调压点电压大于设定阈值上限时，且发电机调压点电压与设定阈值上限的差值越大，则延时越短，延时时间到达时进行通道切换。反之，延时越长，延时时间到达时进行通道切换。

当发电机调压点电压小于设定阈值下限时，且发电机调压点电压与设定阈值下限的差值越大，则延时越短，延时时间到达时进行通道切换。反之，延时越长，延时时间到达时进行通道切换。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现，设假调压点电压的正常范围为(108V，118V)，我们设置设定阈值上限为116V，设定阈值下限为110V，现结合具体实施例和附图2，对本发明进行描述。

本发明所述航空电源系统调压双余度控制方法如下：

S101：系统上电后，周期性地检测发电机开关GCS状态、永磁机整流电压、永磁机频率、发电机调压点电压，并进行存储；

S102：判断当前调压通道是否为B通道，若不是，则执行下一步，否则，跳至S114；

S103：判断发电机开关GCS是否为闭合状态，若是，执行S104，否则，跳至S113；

S104：判断永磁机整流电压是否大于阈值1并且永磁机频率是否大于阈值2，如果满足条件，执行S105，否则，跳至S113；

S105：判断发电机调压点电压是否超出设定阈值上限，若是，执行S106，否则，跳至S109；

S106：判断延时1的时间是否递减到0，若是，执行S107，否则，跳至S108；

S107：将调压通道切换为B通道，并设置B通道切换标识位为有效；然后跳至S118；

S108：延时1时间递减，其中延时1＝延时1初始值-递减幅度，所述递减幅度＝(发电机调压点电压-设定阈值上限)*第一比例系数；并将延时2复位，置为初始值；然后跳至S118；

例如：当前调压通道为A通道，当前发电机开关GCS为闭合状态，永磁机整流电压大于阈值1，且永磁机频率大于阈值2，当前发电机调压点电压为120V，由于当前发电机调压点电压大于设定阈值上限116V，按照流程顺序执行到S105，此时判断延时时间1是否到达，当延时时间到达时，执行S107，将调压通道切换到B通道，并且置B通道切换标识位为有效，并进入到下一次的周期检测；当执行到S105时，若此时延时时间1的时间还未到达，延时时间1递减，进入下一次的周期检测。

需要说明的是，当发电机调压点电压与设定阈值上限之差较大时，通过调整第一比例系数，使得延时时间1越短，当发电机调压点电压与设定阈值上限之差较小时，通过调整第一比例系数，使得延时时间1越长。例如可以按照表1进行设置。也可以有其他方法设置延时时间1，本发明不做具体限定。

表1

发电机调压点电压	设定阈值上限	延时1时间
			120V	116V	2s
125V	116V	960ms
			130V	116V	360ms
140V	116V	235ms
			150V	116V	180ms
160V	116V	122ms

S109：判断发电机调压点电压是否低于设定阈值下限，若是，执行S110，否则，跳至S113；

S110：判断延时2时间是否递减到0，若是，执行S111，否则，跳至S112；

S111：将调压通道切换为B通道，并设置B通道切换标识位为有效；然后跳至S118；

S112：延时2时间递减，延时2＝延时2初始值-递减幅度，所述递减幅度＝(设定阈值下限-发电机调压点电压)*第二比例系数；并将延时1复位，置为初始值；然后跳至S118；

需要说明的是，当发电机调压点电压低于设定阈值下限时，延时2时间的设置与延时1时间的设置方法相同，当发电机调压点电压与设定阈值下限的差值越小，则延时2时间越长，反之，延时2时间越短，当延时2时间到达时将调压通道切换为B通道。

S113：调压通道保持为A通道；

具体的，当判断出A通道为正常时，调压通道将保持为A通道，不进行切换，调压通道保持为A通道有以下几种情况：

a)本周期性检测到当前调压通道为A通道，发电机控制开关GCS为断开状态；

b)本周期性检测到当前调压通道为A通道，发电机控制开关GCS为闭合状态，但不满足“永磁机整流电压大于阈值1且永磁机频率大于阈值2”的条件(即永磁机整流电压小于阈值1、或永磁机频率小于阈值2、或永磁机整流电压小于阈值1并且永磁机频率小于阈值2)；

c)本周期性检测到当前调压通道为A通道，发电机控制开关GCS为闭合状态，并且永磁机整流电压大于阈值1且永磁机频率大于阈值2，但本周期发电机调压点电压在设定阈值的上限和下限范围内(即本周期发电机调压点电压在正常范围内)，此时，说明A调压通道是正常的，故保持调压通道为A通道。

S114：判断B通道切换标识位是否有效，若有效，则执行S115，否则，跳至S118；

S115：判断发电机调压点电压是够在设定阈值的范围内，若在，则执行S116，否则，跳至S117；

S116：说明A通道有故障，上报A通道故障，并设定下次上电后调压通道为B通道；然后进入S118；

S117：说明A通道无故障，设定下次上电后调压通道为A通道；然后进入S118；

S118：进入下一次周期检测，跳回S101。

具体的，对S114至S118进行举例说明：

进入周期检测，检测到当前调压通道为B通道，继续判断B通道切换标识位是否为有效，当B通道切换标识位有效时，说明上周期已经将调压通道切换到B通道，继续判断切换到B通道后此时发电机的调压点电压是否在正常范围内，若在，说明A通道确实发生了故障，将该信息存储，上报A通道故障，并在下次上电后将调压通道设置为B通道，以便保证下次上电后调压通道可以正常工作；若判断切换到B通道后此时发电机的调压点电压不在正常范围内，说明A通道无故障，可能是其他原因引起的调压点电压不正常，根据具体情况进行定位，定位到具体故障后，将进行保护，并将故障信息进行上报，此时设定下次上电后调压通道为A通道，并将该信息存储。

另外，当本周期调压通道为A通道时可以根据实际情况进行通道切换，但当本周期已经切换到B通道后，无论切换后B通道后，调压点电压是否在正常范围内，都不能再进行调压通道切换。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。