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复杂电磁环境中高可靠性TMR-EHW电机控制电路设计
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:高电压技术
  • 时间:2012.9.30
  • 页码:2314-2321
  • 分类:TM33[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]军械工程学院静电与电磁防护研究所,石家庄050003, [2]军械工程学院计算机工程系,石家庄050003
  • 相关基金:国家自然科学基金(60471022;51207167)
  • 相关项目:类神经网络结构开放式电路电磁损伤故障自修复研究
中文摘要:

现代战场电磁环境日趋复杂、恶劣,导致大量电子装备受扰、损伤,其可靠性受到严重影响。为了进一步提高电子装备的可靠性,以无刷直流电机系统作为工程背景,将三模块冗余容错机制、多层前馈神经网络结构、演化硬件技术3者有机结合,实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)的三模块冗余-演化硬件(TMR-EHW)无刷直流电机控制电路。通过实验证明:将TMR机制引入FPGA电机控制系统之中,可实现功能模块的故障自诊断,以容错运行方式保持系统正常输出,有效提高系统的可靠性;利用多层前馈神经网络结构组织FPGA中的电路资源,通过演化硬件技术实现故障后的功能自恢复。对TMR-EHW系统进行了可靠性分析,推导出该系统的可靠度计算公式。将TMR-EHW系统与单模块系统、普通TMR系统的可靠度进行了横向对比,结果表明TMR-EHW系统具有更高的可靠性和更强的适应性,证明了TMR-EHW技术的可行性与有效性。TMR-EHW电机控制电路系统能够适应并稳定工作于以较为复杂、多变的恶劣电磁环境。

英文摘要:

As a result of the more and more complex and atrocious, a great deal of electron-equipment's reliability was debased. So, brushless direct current motor (BLDC motor} system is chosen as the engineering background. The triple modular redundancy (TMR), multi-layered feed-forward neural network and evolvable hardware (EHW) were combined together to implement a "TMR-EHW" BLDC motor control circuit system based on FPGA. In the experiment, the TMR mechanism was introduced into the system to carry out the self-diagnosis and quickly location of the fault modular. The reliability of the motor control circuit system was enhanced through the way of fault- tolerant. The resource in FPGA was organized in the way of multi-layered feed-forward neural network. The EHW technology was used to carry out serf-repairing. Reliability analysis of TMR-EHW system was carried out. The reliability formula of the TMR-EHW system was deducted. The reliability of TMR-EHW system was compared with single modular system and common TMR system. The result indicates that the TMR-EHW system is more reliable and adaptable. So, TMR-EHW technology is feasible and effective. The TMR-EHW motor control circuit system can adapt and work stably in the serious environment represented by complex and changeful electromagnetic environment.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984