[發明專利]一種基于專家系統的高壓放電回路阻抗自匹配方法及裝置

有效

• 申請號: 202010024585.6
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111103446B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 向念文;葉壽洪;段澤民;馬銘遙;丁立健;張竹;董冰冰;杜斌;萬逸虎
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01R1/20
• 分類號: G01R1/20;G01R1/36;G01R29/08;B64F5/60
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明提供了一種基于專家系統的高壓放電回路阻抗自匹配方法及裝置，該方法包括在根據不同機型進行全機雷電適航性試驗的要求，從專家系統中調取相應的雷擊飛機模型，通過控制處理單元實現受測回路快速阻抗自適應智能化的匹配，最后由雷電流發生器產生縮比雷電流測試波形需求的放電電壓，從而得到波形畸變率低的瞬態雷電流波形，并施加于受測飛機上完成飛機的全機雷擊效應完整的驗證試驗。其中利用基于大量多機型全機雷擊瞬態阻抗特性數據構建的專家數據庫系統，能夠實現放電回路元旦阻抗值的快速匹配，解決依據試湊試驗確定阻抗參數耗時長和可靠性低的難題。

技術領域

本發明涉及高壓電氣技術領域，尤其涉及一種基于專家系統的高壓放電回路阻抗自匹配方法及裝置。

背景技術

飛機在飛行過程中遭受雷擊造成的安全事故時有發生，有統計表明，固定航線的飛機，平均每年要遭受一次雷擊。因此，將大氣雷電環境給飛行安全帶來的影響減至最小，一直是人們努力追求的目標。

飛機電子電氣設備多數安裝在機體內部，一般不會遭受直擊雷，但雷電可能會對這些設備造成間接的干擾效應。雷電放電生成的瞬態強電磁場和高電平結構電壓，對飛機內系統及線路中會產生感應電壓和電流浪涌，可能會干擾機內電子電氣設備，導致系統功能異常甚至出現功能顛覆。雷電這種瞬態感應電壓和電流對系統造成的擾動或損壞稱之為雷電間接效應。

由于航電技術的快速發展，在現代飛行器設計中，為提高飛行器飛行性能而大量采用電子技術，如計算機飛控系統、通信導航系統等，同時復合材料的使用也越來越多。但這些先進電子技術和材料在提高飛行器飛行性能的同時，也大大提升了雷電間接效應對飛機電子電氣設備的影響。因此，在飛機研制中，必須考慮雷電間接效應防護設計和驗證，以避免雷電瞬變感應危害飛機飛行安全。

對于新型或改進改型飛機，雷電防護設計必須作為重要的一環貫徹于整個研制過程。然而由于飛機外形結構多變、內部系統極為龐雜，外場雷擊效應測試根據受測對象的不同，回路阻抗差異性大，需要不斷進行試湊試驗調整雷電流發生裝置的內部放電回路阻抗以產生匹配，對人工經驗的依賴度高，耗時長，對模擬雷電流發生裝置放電回路的調整裕度要求較高；同時在人工試湊試驗中若選擇阻抗不當，所產生的雷電流幅值將遠遠超出受測對象絕緣裕度范圍，則可能會嚴重破壞發生裝置和受測對象。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于專家系統的高壓放電回路阻抗自匹配方法及裝置，利用基于大量多機型全機雷擊瞬態阻抗特性數據構建的專家數據庫系統，能夠實現放電回路阻抗值的快速匹配，解決依據試湊試驗確定阻抗參數耗時長和可靠性低的難題。

本發明的目的通過如下技術方案實現。

本發明提供了一種基于專家系統的高壓放電回路阻抗自匹配方法，應用于飛機全機雷電電磁效應測試，包括以下步驟：

步驟1，系統初始化，包括專家系統軟件初始化和控制處理單元的硬件初始化；

步驟2，通過信息輸入單元輸入受測飛機型號及實驗所需雷電流波形數據，并經過專家系統的數據轉換單元轉換后發送至匹配處理單元；

步驟3，匹配處理單元通過在飛機雷擊仿真模型庫的數據存儲單元中匹配對應機型的飛機雷擊模型，自動獲取飛機雷擊瞬態阻抗特性數據以及根據實驗所需波形而設計的雷電流發生器回路參數，并從中提取出全機雷擊瞬態阻抗特性數據后發送至放電回路阻抗分析單元；

步驟4，放電回路阻抗分析單元獲取全機雷擊瞬態阻抗特性數據后，計算出飛機的試驗回路阻抗和不同電流波形的回路阻抗，并由阻抗控制策略單元生成高壓放電回路控制策略發送至控制處理單元的阻抗調節器；

步驟5，阻抗調節器根據阻抗控制策略單元生成的的阻抗控制策略，對雷電流發生器的放電回路中的阻抗參數進行調整，阻抗測量模塊在阻抗調整后進行阻抗測量，并將其測量結果反饋到反饋單元進行結果判斷：