飞机机电系统电磁干扰机理分析及抑制措施

陈思 潘依娜

摘 要：在飞机系统中，大多数控制和控制系统都是基于机电系统的统一调节，以确保飞机在机电系统平稳运行的情况下正常运行。发动机电运行基于发电原理。根据结构模型的特点，在运行过程中可能会发生一些电磁干扰。

关键词：机电系统;电磁干扰;机理分析;抑制措施

许多飞机系统，例如电传操纵、飞行控制和发动机控制系统是典型的机电系统。当这些机电系统运行时，它们对周围电磁干扰敏感，向环境发送电磁干扰，影响其他电气系统的正常运作。由于现代飞机磁场环境的日益复杂造成了越来越多的力场由于产生了静电和其他无线电信号，飞机稳定性和可靠性受到了严重破坏。因此，应当采取适当措施增加电磁干扰的强度。

一、飞机机电系统的具体内容

就飞机而言，典型的机电系统包括电源、燃油、液压、第二动力、机轮刹车、环境控制和生命保障系统。正是这些系统才保证和支持了航空电子、飞行控制、环境控制和火控系统的正常运行和乘员安全。机电系统技术水平的高低直接影响到飞行器的整体性能。随着数字技术、信息技术和计算机技术的迅猛发展，机电系统在对机体、动力装置和各系统的功能、能量及控制等方面进行了设计和管理的综合化。一般来说，飞机的整体结构取决于机电系统的设置，因为大多数设备都是由机电系统控制的。机电工程的机械模型一般都需要信号控制、控制器、驱动、机构、传感器、数据采集和处理设备。该命令通常在控制器上运行，并在处理输出命令后由驱动程序驱动程序执行。数据采集处理器的监控功能协调整体状态，支持机电系统的工作内容，确保飞机整体运行的稳定性。

二、电磁干扰的危害性和机理分析

1.分析电磁干扰。电磁干扰通常满足三个基本要求。磁性干扰源、路径和敏感设备。机电系统的这三种情况的电磁干扰直接影响，导致设备和运输路线恶化，和机电一体化的总体表现。运行时电磁干扰是驱动系统和设备或整个系统故障的来源。耦合路径是干扰源能量与敏感设备路径。这可能会干扰能量的传输并影响辐射。敏感设备是飞机上的电磁干扰。电磁干扰有多种干扰源，包括自然、人工和系统内部干扰源。

2.电磁干扰的危险情况。对于机电系统，其主要部件通常是电路专用集成和微处理器，而外部设备则有传感器和信号处理电路。在实际操作中，该单元本身形成了辐射场。飞机发动机中这些磁场的出现可能会对整个飞机的运行产生一定的电磁脉冲。同时，该装置对其他电磁干扰作出反应。如果在安装过程中没有采取保护措施，飞机在运行时将面临系统故障。如果飞机严重损坏，会直接导致设备损坏和发动机完全故障。一般来说，电磁干扰可能会造成以下类型的损坏：第一，由于内部静电电路和组件故障而造成的电磁干扰。第二，内部信号在传输过程中失真或有缺陷。第三，机电系统中的电磁采集电路或微电子过热，导致设备损坏或直接燃烧。第四，在设备外壳表面产生静电场，导致内部电路组件故障或导电介質损坏。高频开关产生的火花或电弧放电可能损坏系统的内部部件故障出现。

三、抑制措施

考虑到飞机机电系统的电磁性质，机电系统在设计和维修系统的硬件和软件阶段的抗干扰能力都有所提高。

抗干扰硬件技术。（1）滤波技术。是遏制系统故障的重要手段。中断信号电缆或电源线上干扰信号的传输。为避免电路中的电磁干扰，添加了滤波器，包括低通、高通、反射、吸收滤波器等。对于电磁干扰不同频率，选择类型不同的过滤器。必须将不同滤波器引入电机系统的设计中。（2）隔离技术。将干扰源与容易干扰部分隔开，从而使它们之间没有直接的电气接触，从而中断了它们之间的耦合通道。典型的隔离方法包括光电、变压器、继电器隔离等。确保系统稳定性和设备安全性，并控制从低功率到高功率的电流。必须通过将继电器添加到控制电路来隔离电气输入和输出信号，从而消除信号之间的传输干扰，提高抗干扰能力。（3）屏蔽技术。限制了电磁辐射在空间的扩散，其干扰源和敏感的设备在电磁干扰切断。电磁波的反射和吸收来辐射源保护电磁屏蔽。现代飞机面临着范围广泛的低频到高频的电磁频率。对于高频电磁波，屏蔽开口的波长相当于屏蔽开口的大小，因此屏蔽开口的孔已成为电磁屏蔽的重要控制因素，可用于提高电机的屏蔽度。（4）接地技术。对于机电系统的功能是必不可少的，必须作为增加机电一体化设备或系统的关键指标。接地连接器是飞机外壳的接地。接地与屏蔽使用结合。在电机设计阶段，电路功能模块必须按电路类型排序，连接方式各功能模块并确定接地电缆。接地电缆应正确布线，并采取必要措施防止接地电缆导致设备不能正常工作。设备与机体之间的接地电缆，负极连接良好，各接地端的电阻正常，设备可靠接地。

2.软件抗干扰。在一个复杂的电磁环境中，系统会干扰。电磁干扰的范围往往很广，而且是随机的。通常，仅抑制某些频率范围内的电磁干扰，如果仅执行硬件干扰，则这些干扰成本相对较高。（1）数字过滤技术。数字过滤是转换一组数字转换成另一组数字的过程。常用的数字过滤方法有。包括延迟和差异方法。传感器接收发动机系统信号，在传输过程中可能导致噪音和失真。在这种情况下，数字滤波器安装在电路中，从而产生非挥发性干扰信号并提高传输信号的准确性。（2）软件冗余。控制器飞机的核心是通过输出程序控制系数的控制。如果控制器中的程序计数器由于错误而失败，则输出程序语句无法正常工作。这使可以使用软件冗馀来确保程序正常运行。软件冗馀是程序段、指令冗余和软件陷阱。（3）“看门狗”。是监控电机运行状况的监控人员。如果系统工作正常，计时器不会中断。如果主程序由于系统故障而无法运行，计时器将生成中断信号以中断服务程序、重置系统并重新运行主程序。“看门狗”程序技术提高了运行机动系统程序的可靠性，保证平稳运行。

飞机在现代社会的重要性越来越大。考虑到飞机内外复杂的电磁环境，开展工作的人员必须采取更有效的预防行动，确保飞机正常运行，以使飞机达到更高水平。

参考文献：

[1]相瑞超.飞机电刹车系统电磁干扰产生机理及抑制方法[J].西北工业大学学报，2019，34（06）：994-1000.