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1、第30卷第5期南京航空航天大学学报Vol.30No.51998年10月JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsOct.1998X飞机电源系统BIT技术的应用及发展杨善水刘祥严仰光(南京航空航天大学自动控制系南京,210016)摘要飞机电源系统机内自检测(Built2in2test,BIT)技术已日益受到人们的重视,文中介绍了BIT技术及其四个方面,即:检测技术、信号处理技术、故障识别和诊断技术、故障处理技术。阐述了飞机电源已经历了四代发展及其已实现了数字化、标准化的现状,指出飞机电
2、源BIT技术的核心是故障诊断技术,并对我国今后飞机电源BIT技术的发展提出了建议,指出了发展方向。关键词:电源电路;航空电气设备;飞机电源系统;BIT技术;故障诊断;数字化;标准化中图分类号:TM464;V24212机内测试(Built2in2test,BIT)是指系统和设备依靠自身的电路和程序,对自身的状态进行检测和监控,并对故障进行检测和隔离,具有这种功能的设备叫机内测试设备(Built2in2test2equipment,BITE)。BIT技术的应用,可以降低设备的平均修复时间、平均后勤延误时间、提高系统的平均故障间隔时间,因而使系统的可
3、用性得到提高,维护费用得到降低,维修活动得到减少。因此,引入BIT技术,对现代复杂高技术设备的安全可靠的运行极为重要。国内外都十分重视在系统的最初设计中就贯彻BIT技术,并为此制定了一系列相应的规范。在七、八十年代,美国国防部就颁发了MIL2STD2471A《设备或系统的BIT、外部测试、故障隔离和测试性要求的验证与评价》、MIL2STD22165《电子系统及设备测试性大纲》。我国国防科学工业委员会也颁布了如GJB2547《装备测试性大纲》、GJB139《故障模式影响及危害性分析程序》等规范。BIT设计已成为系统设计的一个重要组成部分。1飞机电
4、源BIT技术设备自检测包括3个基本过程:检查和发现异常状态、诊断故障状态及部位、分析故障类型提出相应对策。因此,BIT技术作为一门独立的学科,它主要包括以下四个方面的内容:(1)检测技术:准确地采集和测量反映电源系统状态的各种信号和参数,主要有转速、频X收稿日期:1998202218;修改稿收到日期:1998205229第一作者杨善水男,讲师,1969年5月生。594南京航空航天大学学报第30卷率、电压、电流、温度等,关键在于提高精度和简化检测方法。提高检测精度有提高信号变换精度和提高AöD转换精度两种途径。有的飞机电源BITE中采取了片内带A
5、öD转换器的微处理器,可以节省硬件,提高整体精度。(2)信号处理技术:将现场采集到的各种信号经过变换,将真正反映设备状态的信息提取出来,其核心任务是滤去噪声,提取有用信息。(3)故障识别和判断技术:即通常所说的故障诊断,根据掌握的电源系统的特征参量,判断故障并找出原因。(4)预测及故障处理技术:指对已识别出来的故障进行预测,预测故障的发展和设备剩余寿命,提出相应对策。主要有降级运行、跳闸保护、余度供电等几个方面的处理,同时,通过一定的方式进行报警。2飞机电源BIT技术的应用早期的飞机电源没有BIT技术,查找故障的时间占总的排障时间的70%左右,
6、50%左右的设备拆卸是没有必要的,严重影响了飞机维修及飞行。飞机电源系统作为飞机的一部分,其BIT技术的应用大致经历了四个阶段:第一代BIT技术,以Boeing747、L1011、DC210、F215等飞机为代表,为60年代末、70年代初的产品,以模拟电路、分立元件构成电源监控保护器,以控制及继电保护为主,故障诊断能力差,虚警率高。第二代BIT技术,以Boeing757ö767、A310、F215等飞机为代表,为70年代末、80年代初的产品。Boeing767飞机主电源为两套75ö90kVA的恒速恒频(CSCF)电源,辅助电源为一台90kVA交
7、流发电机,其BIT功能由3个发电机控制器(GCU)和一个汇流条功率控制器(BPCU)完成;F216备用电源为一套10kVA交直交变速恒频(VSCF)电源,BITE为发电机变换器控制器(GCCU)。这一代BIT技术的特点是:(1)规范化:以ARINC423《机内测试设备的设计和使用指南》为规范;(2)数字化:GCU或GCCU具有控制、保护、检测、显示等功能,与BPCU之间通过串行通讯相联系,接受BPCU的集中管理;(3)故障信息存储:GCU或GCCU将检测到的故障信息编码存储起来,以供进一步维修时读取。第三代BIT技术,以Boeing737240
8、0,Boeing7472400,A320,FöA218等飞机为代表,为80年代末研制,这一代BIT技术的特点是:(1)规范化:以ARINC604为规范
