基于分散结构的电磁弹射系统自律控制研究

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电磁弹射器是随着现代海事发展出现的一种用于航母舰载机弹射的装备,对它的研究具有极高的战略意义。目前出现的对电磁弹射器研究的资料表明,电磁弹射器的硬件和控制模式都采用直接数字控制(DDC)模式。这种控制模式的缺点主要体现在可靠性和实时性不够好。而电磁弹射器特殊的应用环境又决定它对上述性能要求非常苛刻。同时,DDC模式还对大功率电源和电力系统提出了更高的要求,要求集中充电和集中馈电,对电网和电源的制造都是很高的挑战,也提高了成本。自律分散系统在系统容错性、在线维护性上具有很大优势。同时分散系统还允许电网对被控对象进行分布馈电,可以降低对电源和电网的功率要求。目前为止,世界上还没有出现利用自律分散技术对超大功率电机进行控制的科研成果。本课题研究的目的就是,针对电磁弹射器的要求,研究一种分散式自律的控制体系结构和相应的算法,实现对超大功率电机分散结构自律控制的初步理论探讨。在本文中,作者分析了电磁弹射系统自律分散控制模型的体系结构,并给出了四种基于这种构架之上的分散式系统模型。同时,还研究了分散体系中控制节点之间的协调与协作方式,并通过不同的协调方法设计了网络的协调方案。作者给出了电磁弹射系统的故障模型,并针对这些故障模型给出了一种构造系统容错性的空间冗余方案。在此基础上,作者提出了一种针对实验模型的分散结构自律控制算法,并给出了优化方法,同时还对这种算法进行了容错性设计。这部分的内容是本课题研究的核心,也是本课题研究做出的最主要的理论贡献。最后,通过系统实验平台的实验,验证了本课题提出的自律控制方法的有效性,并通过分析,论证了系统的容错性。
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