摘要:仿真对于系统设计和分析,尤其是飞行控制系统来说是必不可少的。仿真技术之一是硬件在环仿真 (HILS),它将硬件和软件连接起来进行综合,目的是克服建模过程中的任何简化假设。这种类型的仿真的好处是减少所需的飞行试验次数,并提高系统设计可实现性的置信度。因此,本文讨论了图像红外 (IIR) 导引头系统的实施和评估,其中系统集成是通过 HILS 进行研发 (R&D) 的。IIR 导引头组件包括热像仪、视频跟踪器和转向系统,分别进行分析和测试。深入分析并找出组装的整体系统中的接口问题,以评估 IIR 导引头的性能。IIR 导引头提供的真实热目标坐标应用于自导系统的六自由度 (6DOF) 飞行模拟模型。介绍了与系统相关的实验装置,其中的模拟和实验结果突出了构成 IIR 导引头的各种组件的效果。提出了平滑滤波器来增强对执行不确定\随机机动的目标的拦截,并克服视频跟踪器和转向系统的动态,以实现导弹焦油
光伏功率斜率控制 (PRRC) 是未来电力系统的一项重要辅助服务。尽管通过安装存储系统或辐照度传感器来实现这一目标的研究已经非常广泛,但对电力削减方法的研究却很少。后者缺乏效率,因为它会主动产生电力放电,但就资本支出而言,它是一种经济有效的解决方案。本文提出了一种新型的无存储、无传感器光伏 PRRC,用于并网应用,其中光伏功率而不是电压是受控量。与文献中现有的方法相比,上述贡献使得有效跟踪功率斜率限制成为可能。该方法由实时曲线拟合算法辅助,该算法可在次优运行时估计最大功率点。因此,不需要直接温度或辐照度测量系统。提出的 PRRC 策略的验证已通过模拟进行测试,并与文献中另一种可用的方法进行了比较,其中考虑了实场高度变化的辐照度数据。已经通过控制器硬件在环实时完成了所提策略的实验验证。
孤岛运行是微电网 (MG) 的主要特征之一,它是在分布式能源 (DER) 存在的情况下实现的。然而,为了应对 MG 在孤岛运行期间面临的控制挑战,特别是当转换与某些过载相关时,需要一种有效的控制策略。本文介绍了一种中央管理代理 (CMA),它通过控制储能系统 (ESS) 和中央同步发电机 (CSG),在 MG 孤岛后保持其稳定性。此外,本文提出了一种新的自适应负载削减/恢复方案,该方案根据频率测量结合频率梯度的平均值来计算功率不平衡量。与现有方案(如基于瞬时频率梯度的负载削减方案)相比,所提出的方案的优势在于其对频率振荡的鲁棒性。此外,所提出的方法与 DER 的控制程序和光伏电站的间歇性兼容。本文的另一个突出特点是开发了一个用于实时仿真的硬件在环 (HIL) 测试平台,在此平台上评估了所提出的方案以及与 CMA 以及其他组件的相关通信。所得结果表明,该控制策略可以自信地保持孤岛模式下 MG 的稳定性,并实现与电网连接模式的平稳重新连接。
本文介绍了对 FLEXOP 演示飞机进行的地面测试活动。进行的测试分为结构、飞行系统和集成测试。除了描述测试设置和测试执行之外,还给出了主要发现和结论。结构测试包括静态、地面振动和适航性测试。静态和地面振动测试用于对制造的机翼和整个机身进行结构表征。本文还介绍了用于机翼形状和负载重建的光纤布拉格应变传感系统的评估和校准。适航性测试用于证明制造的机翼在指定极限载荷下的结构完整性。在飞行系统测试的背景下,简要介绍了机载自动驾驶仪硬件软件系统的主要组件,包括从 RC 发射器到飞机控制器的信号数据流、基线自动驾驶仪软件的功能以及与地面站的通信。所有这些组件都集成到硬件在环环境中,并简要介绍了伺服电机识别和硬件延迟测量。在设计基线和颤振控制器时考虑了测量的硬件延迟。在软件在环环境中,颤振控制器与基线控制器一起进行了测试。最后介绍系统集成测试。在此背景下,介绍了空气制动器、发动机、电子元件的兼容性、航程和滑行测试。
I. 简介 基于模型的设计允许工程师设计嵌入式系统并在其桌面环境中对其进行仿真,以进行分析和设计。基于模型的设计提供了各种代码生成功能,团队可以使用这些功能生成源代码,用于多种目的,包括仿真、快速原型设计和硬件在环测试。基于模型的设计在飞行代码设计和嵌入式部署中的应用也已得到充分证实 [1-4]。飞行软件需要经过严格且有据可查的验证活动才能获得飞行认证,例如商用机载软件认证标准 DO-178B [5]。根据 DO-178B,执行开发或验证任务的工具需要经过认证,或者其输出需要经过验证。根据 DO-178B 对工具进行认证的程序取决于工具的作用。如果工具用于开发活动,则适用严格的认证程序;对于验证工具,则使用大量但不太严格的程序。本文将介绍使用商用现货 (COTS) 基于模型的设计技术开发嵌入式飞行软件的框架。本文将介绍一个工作流程,其中包括文本要求、详细设计模型、自动代码生成和各种自动验证步骤。本文将与使用纸质设计和手工编码的传统开发流程进行比较。本文还将研究工具鉴定工件
执行摘要 • 空军作战测试与评估中心 (AFOTEC) 于 2012 年 5 月 18 日至 7 月 16 日完成了 IOT&E。飞行测试在内华达州 Fallon Range 训练中心和佛罗里达州 Eglin 空军基地的多光谱测试与训练环境中进行,总威胁暴露时间为 12 小时。该系统在 IOT&E 期间总共记录了 204 小时的运行时间。 • DOT&E 评估该系统在操作上不有效但操作上适用。该系统在操作上无效,因为它无法持续及时准确地向机组人员提供威胁信息,并且系统表现出随机威胁符号分裂缺陷。当系统接收到一个威胁信号并在驾驶舱显示器上以不同的方位角产生多个威胁符号时,就会发生威胁符号分裂。这会降低机组人员对显示的威胁是“真实”的以及这些真实威胁位于何处的态势感知能力,并抑制机组人员及时对威胁做出适当反应的能力。 DOT&E 评估的详细信息在 DOT&E 2012 年 10 月的机密 IOT&E 报告中介绍。• 尽管空军系统计划办公室 (SPO) 和雷神公司进行了硬件在环 (HWIL) 测试以证明威胁信号分离缺陷已得到解决,但 DOT&E 并不认为 HWIL 测试本身足以验证缺陷已得到解决,并且软件更新不会引起任何其他不利的系统性能。
执行摘要 • 空军作战测试与评估中心 (AFOTEC) 于 2012 年 5 月 18 日至 7 月 16 日完成了 IOT&E。飞行测试在内华达州法伦靶场训练中心和佛罗里达州埃格林空军基地的多光谱测试与训练环境中进行,总威胁暴露时间为 12 小时。该系统在 IOT&E 期间总共记录了 204 小时的运行时间。• DOT&E 评估该系统在操作上不有效,但在操作上适用。该系统在操作上无效,因为它不能持续向机组人员提供及时准确的威胁信息,并且系统表现出随机威胁符号分裂缺陷。当系统接收到一个威胁信号在驾驶舱显示屏上以不同的方位角产生多个威胁符号时,就会发生威胁符号分裂。这降低了机组人员对所显示威胁的“真实”程度以及这些真实威胁所在位置的态势感知能力,并抑制了机组人员及时对威胁做出适当反应的能力。DOT&E 评估的详细信息在 DOT&E 的机密 IOT&E 报告中提供,该报告于 2012 年 10 月发布。• 尽管空军系统计划办公室 (SPO) 和雷神公司进行了硬件在环 (HWIL) 测试以证明威胁信号分离缺陷已得到解决,但 DOT&E 认为 HWIL 测试本身不足以验证缺陷已得到解决,并且软件更新不会导致任何其他不良系统性能。
ABS 美国航运局 AC 交流电 AFC 施工批准 AGP 高级发电机保护 AI 资产完整性 AODC 海上潜水承包商协会 API 美国石油学会 ASOG 活动特定操作指南 AVR 自动电压调节器 BOP 井喷防止器 BV 必维国际检验集团 CFD 计算流体动力学 CMF 共模故障 CP 可控螺距 CPP 可控螺距螺旋桨 DGNSS 差分全球导航卫星系统 DGPS 差分全球定位系统 DNV DET 挪威船级社 DP动态定位 DPCS 动态定位和控制系统 DPO 动态定位操作员 DPS 动态定位系统 DPVOA 动态定位船东协会 DSV 潜水支持船 接地 ECR 发动机控制室 ER 增强可靠性 ESD 紧急关闭系统 F & G 火灾和气体 FAT 工厂验收测试 FMEA 故障模式和影响分析 FMECA 故障模式影响和临界性分析 FOG 光纤陀螺仪 FPP 定距螺旋桨 FPSO 浮动生产储存排水 FSVAD 船旗国验证和验收文件 FW淡水 GA 通用警报 GNSS 全球导航卫星系统 GPS 全球定位系统 地面地球 HAT 港口验收试验 HAZOP 危险与可操作性 HDOP 水平位置稀释 HIL 硬件在环 HMI 人机界面
缩略词列表 AGC 自动发电控制 ARIES 综合能源系统高级研究 BESS 电池储能系统 BMS 电池管理系统 CAISO 加州独立系统运营商 CGI 可控电网接口 DAS 数据采集系统 DOE 美国能源部 EMS 能源管理系统 ERCOT 德克萨斯州电力可靠性委员会 FFR 快速频率响应 GHI 全球水平辐照度 GPS 全球定位系统 IBR 基于逆变器的资源 IEEE 电气电子工程师协会 IESS 大规模综合能源系统 IR 红外线 Li-ion 锂离子 MPP 最大功率点 MPPE 最大功率点估计 MPPT 最大功率点跟踪 NERC 北美电力可靠性公司 NREL 国家可再生能源实验室 NWTC 国家风能技术中心 PCC 公共耦合点 PCC 公共耦合点 PFR 一次频率响应 PHIL 功率硬件在环 PLL 锁相环 PMU 相量测量单元 POD 功率振荡阻尼 POI 互连点 PPC 发电厂控制器 PREPA 波多黎各电力局 PSS 电力系统稳定器 PV光伏 ROCOF 频率变化率 RPS 可再生能源组合标准 RTAC 实时自动化控制器 RTDS 实时数字模拟器 SCADA 监控和数据采集 SDS 安全数据表 SETO 太阳能技术办公室 SF 同步框架 SOC 充电状态
摘要 — 针对由太阳能光伏发电和电池储能 (BES) 组成的住宅光伏 (PV)-储能混合系统,提出了一种具有随机优化的计算效率高的实时能源管理方法。由于负载和太阳能发电的随机性,现有的 BES 提前日调度离线能源管理方法会实时遭受能源损失。另一方面,典型的在线算法无法为业主提供最小化电力购买成本的最佳解决方案。为了克服这些限制,我们提出了一个综合能源管理框架,该框架由离线优化模型和基于规则的实时控制器组成。优化是在滚动时域内进行的,使用基于深度学习的长短期记忆方法,根据负载和太阳能发电预测曲线进行滚动时域优化,以降低每日电力购买成本。优化模型被设计为一个多阶段随机规划,其中我们使用滚动时域中的随机对偶动态规划算法以固定间隔更新 BES 调度的最佳设定点。为了防止在最佳解决方案更新间隔期间发生能量损失,我们在电力电子转换器控制级别的优化层下方引入了一个基于规则的控制器,时间分辨率更高。使用 OPAL-RT 模拟器中的实时控制器硬件在环测试平台对所提出的框架进行评估。与其他现有能源管理方法相比,所提出的实时方法可有效降低净购电成本。