飛機機電系統電磁干擾機理分析及抑制措施

陳思 潘依娜

摘 要：在飛機系統中，大多數控制和控制系統都是基于機電系統的統一調節，以確保飛機在機電系統平穩運行的情況下正常運行。發動機電運行基于發電原理。根據結構模型的特點，在運行過程中可能會發生一些電磁干擾。

關鍵詞：機電系統;電磁干擾;機理分析;抑制措施

許多飛機系統，例如電傳操縱、飛行控制和發動機控制系統是典型的機電系統。當這些機電系統運行時，它們對周圍電磁干擾敏感，向環境發送電磁干擾，影響其他電氣系統的正常運作。由于現代飛機磁場環境的日益復雜造成了越來越多的力場由于產生了靜電和其他無線電信號，飛機穩定性和可靠性受到了嚴重破壞。因此，應當采取適當措施增加電磁干擾的強度。

一、飛機機電系統的具體內容

就飛機而言，典型的機電系統包括電源、燃油、液壓、第二動力、機輪剎車、環境控制和生命保障系統。正是這些系統才保證和支持了航空電子、飛行控制、環境控制和火控系統的正常運行和乘員安全。機電系統技術水平的高低直接影響到飛行器的整體性能。隨著數字技術、信息技術和計算機技術的迅猛發展，機電系統在對機體、動力裝置和各系統的功能、能量及控制等方面進行了設計和管理的綜合化。一般來說，飛機的整體結構取決于機電系統的設置，因為大多數設備都是由機電系統控制的。機電工程的機械模型一般都需要信號控制、控制器、驅動、機構、傳感器、數據采集和處理設備。該命令通常在控制器上運行，并在處理輸出命令后由驅動程序驅動程序執行。數據采集處理器的監控功能協調整體狀態，支持機電系統的工作內容，確保飛機整體運行的穩定性。

二、電磁干擾的危害性和機理分析

1.分析電磁干擾。電磁干擾通常滿足三個基本要求。磁性干擾源、路徑和敏感設備。機電系統的這三種情況的電磁干擾直接影響，導致設備和運輸路線惡化，和機電一體化的總體表現。運行時電磁干擾是驅動系統和設備或整個系統故障的來源。耦合路徑是干擾源能量與敏感設備路徑。這可能會干擾能量的傳輸并影響輻射。敏感設備是飛機上的電磁干擾。電磁干擾有多種干擾源，包括自然、人工和系統內部干擾源。

2.電磁干擾的危險情況。對于機電系統，其主要部件通常是電路專用集成和微處理器，而外部設備則有傳感器和信號處理電路。在實際操作中，該單元本身形成了輻射場。飛機發動機中這些磁場的出現可能會對整個飛機的運行產生一定的電磁脈沖。同時，該裝置對其他電磁干擾作出反應。如果在安裝過程中沒有采取保護措施，飛機在運行時將面臨系統故障。如果飛機嚴重損壞，會直接導致設備損壞和發動機完全故障。一般來說，電磁干擾可能會造成以下類型的損壞：第一，由于內部靜電電路和組件故障而造成的電磁干擾。第二，內部信號在傳輸過程中失真或有缺陷。第三，機電系統中的電磁采集電路或微電子過熱，導致設備損壞或直接燃燒。第四，在設備外殼表面產生靜電場，導致內部電路組件故障或導電介質損壞。高頻開關產生的火花或電弧放電可能損壞系統的內部部件故障出現。

三、抑制措施

考慮到飛機機電系統的電磁性質，機電系統在設計和維修系統的硬件和軟件階段的抗干擾能力都有所提高。

抗干擾硬件技術。（1）濾波技術。是遏制系統故障的重要手段。中斷信號電纜或電源線上干擾信號的傳輸。為避免電路中的電磁干擾，添加了濾波器，包括低通、高通、反射、吸收濾波器等。對于電磁干擾不同頻率，選擇類型不同的過濾器。必須將不同濾波器引入電機系統的設計中。（2）隔離技術。將干擾源與容易干擾部分隔開，從而使它們之間沒有直接的電氣接觸，從而中斷了它們之間的耦合通道。典型的隔離方法包括光電、變壓器、繼電器隔離等。確保系統穩定性和設備安全性，并控制從低功率到高功率的電流。必須通過將繼電器添加到控制電路來隔離電氣輸入和輸出信號，從而消除信號之間的傳輸干擾，提高抗干擾能力。（3）屏蔽技術。限制了電磁輻射在空間的擴散，其干擾源和敏感的設備在電磁干擾切斷。電磁波的反射和吸收來輻射源保護電磁屏蔽。現代飛機面臨著范圍廣泛的低頻到高頻的電磁頻率。對于高頻電磁波，屏蔽開口的波長相當于屏蔽開口的大小，因此屏蔽開口的孔已成為電磁屏蔽的重要控制因素，可用于提高電機的屏蔽度。（4）接地技術。對于機電系統的功能是必不可少的，必須作為增加機電一體化設備或系統的關鍵指標。接地連接器是飛機外殼的接地。接地與屏蔽使用結合。在電機設計階段，電路功能模塊必須按電路類型排序，連接方式各功能模塊并確定接地電纜。接地電纜應正確布線，并采取必要措施防止接地電纜導致設備不能正常工作。設備與機體之間的接地電纜，負極連接良好，各接地端的電阻正常，設備可靠接地。

2.軟件抗干擾。在一個復雜的電磁環境中，系統會干擾。電磁干擾的范圍往往很廣，而且是隨機的。通常，僅抑制某些頻率范圍內的電磁干擾，如果僅執行硬件干擾，則這些干擾成本相對較高。（1）數字過濾技術。數字過濾是轉換一組數字轉換成另一組數字的過程。常用的數字過濾方法有。包括延遲和差異方法。傳感器接收發動機系統信號，在傳輸過程中可能導致噪音和失真。在這種情況下，數字濾波器安裝在電路中，從而產生非揮發性干擾信號并提高傳輸信號的準確性。（2）軟件冗余。控制器飛機的核心是通過輸出程序控制系數的控制。如果控制器中的程序計數器由于錯誤而失敗，則輸出程序語句無法正常工作。這使可以使用軟件冗馀來確保程序正常運行。軟件冗馀是程序段、指令冗余和軟件陷阱。（3）“看門狗”。是監控電機運行狀況的監控人員。如果系統工作正常，計時器不會中斷。如果主程序由于系統故障而無法運行，計時器將生成中斷信號以中斷服務程序、重置系統并重新運行主程序。“看門狗”程序技術提高了運行機動系統程序的可靠性，保證平穩運行。

飛機在現代社會的重要性越來越大。考慮到飛機內外復雜的電磁環境，開展工作的人員必須采取更有效的預防行動，確保飛機正常運行，以使飛機達到更高水平。

參考文獻：

[1]相瑞超.飛機電剎車系統電磁干擾產生機理及抑制方法[J].西北工業大學學報，2019，34（06）：994-1000.