新型民航客机电气系统故障诊断方法研究.doc

摘 要
确保民航客机处于安全的飞行状态是民用航空范围内恒久的中心课题。尤其是最近几年中，随着民航的运输量迅猛递增以及出现新型民航客机的环境背景下，飞行安全的重要性愈加地凸显了出来。由于科学技术的日新月异，民航客机的性能也在日趋强化和提高，机载的用电设备无论在种类和数量方面都呈现出递增的态势，无论就机载电源体系的供电质量还是可靠性方面都提出了更高的要求。尤其是智能配电技术的广泛性运用，对于多电飞机的深入发展，其重要性更加地凸显出来。飞机技术的发展程度情况对于多电飞机的电气系统工作及其最终的性能和功能都产生了不可忽视的作用。因而，探讨如何借助于智能化的配电技术确保新型民航客机的前进发展，研究意义非凡。因而，对客机电气系统故障的诊断，及时地排除危险的因子，即是当下确保民航客机电气系统处于安全飞行的一个重要方面。
本论文对国内外在本课题的研究现状进行了简单地回顾，梳理了和本课题相关的基础理论，即依次分析了飞机电气体系的构成和特征以及有关故障诊治技术的当下情况、发展和前景2个部分。其中，前者包括飞机电气体系的构成和飞机电气体系的特征2个方面的内容。后者则分析了故障诊治技术的当下情况、故障诊治技术发展以及故障诊治技术的发展前景等3个方面的内容。
然后，本论文着重地阐述了多元化的民航电气系统故障诊断的研究方法。首先，基于神经网络法对民航电气系统展开系统化的分析，对BP神经网络故障诊断系统进行设计，包括反向传播网络、BP网络的设计和BP网络算法的优化等内容。分析系统故障诊断软件的设计和实现，包括根据MATLAB工具箱的软件进行设置和BP神经网络的学习准则2个方面。分析BP神经网络相关的训练和仿真。探讨MATLAB 6. 1和Visual Basic6.0的集成，包括ActiveX组件及其实现方法以及软件的实现。分析系统事故诊治的具体实现，包括电气负载管理中心事故诊治、28V汇流条的故障诊断以及固态功率控制器的事故诊治等内容。分析隐含层神经元的数量，挑选出初始权值，确定学习的速率，选定期望误差，确定具体的算法，同时发现存在着训练时间较长和彻底无法训练的情况，从而界定局部极小值。最后根据数值优化法所开展的网络训练计算方法。
其次，基于知识方法对民航电气系统展开系统化的分析，包括基于民航客机专家的体系化模型构建和基于知识的表达和组织2个方面。主要从数据字典表、规则库以及案例库3个方面展开研究。
接着，基于故障树方法对民航电气系统展开系统化的分析，先分析了故障树的研究方法，再分析了系统故障树及其可靠性的实例研究。最后，对本论文所使用的方法进行总结，指出优点和缺点，并预测未来的发展趋势。

40 / 48
关键词：新型民航客机，电气系统，故障，诊断方法

Abstract
To ensure that the civil aviation aircraft is in a safe state of flight is a permanent central issue in civil aviation. Especially in the last few years, with the rapid increase in the volume of civil aviation and the environment of the new civil aviation aircraft, the importance of flight safety has become more and more important. With the rapid development of science and technology, the performance of civil aviation aircraft is becoming more and more intensive, and the electronic equipment of the airborne equipment is increasing in both types and quantities. In particular, the wide use of smart power distribution technology, for the development of multi electric aircraft, its importance is more prominent. The development of aircraft technology has a role in the electrical system of the multi - electric aircraft and its final performance and function. Therefore, it is significant to study how to ensure the development of new civil aviation aircraft with the aid of intelligent distribution technology. Therefore, the aircraft electrical system fault diagnosis, timely exclusion of the risk factor, that is the moment to ensure that the civil aviation aircraft electrical system is a important aspect of the safety of flight.
In this thesis, the research status of this topic at home and abroad is briefly reviewed, and the basic theory related to this topic, namely, the structure and characteristics of the aircraft electrical system, and the current situation, development and Prospect of fault diagnosis and treatment technology are analyzed in this paper. Among them, the former includes 2 aspects: the constitution of the aircraft electrical system and the characteristics of the aircraft electrical system. In the latter part, it analyzes the present situation of fault diagnosis and treatment technology, the development of fault diagnosis and treatment technology, and the development prospect of fault diagnosis technology.
Then, this thesis focuses on the research methods of fault diagnosis of civil aviation electrical system. First of all, based on the neural network method for the civil aviation electrical system to start the system of analysis, the BP neural network fault diagnosis system design, including the reverse transmission network, BP network design and optimization of BP network algorithm, etc.. Design and implementation of fault diagnosis software for analysis system, including 2 aspects of the BP neural network based on MATLAB neural network. Training and Simulation of BP neural network. To discuss the integration of Visual 6.1 and Basic6.0 MATLAB, including ActiveX module and its realization method and software. The concrete realization of the diagnosis and treatment of the system accident, including the
electrical load management center accident diagnosis and treatment, the fault diagnosis of 28V bus bar and the diagnosis and treatment of the solid state power controller. Analyze the number of hidden layer neurons, pick out the initial weights, determine the rate of learning, select the expected error, determine the specific algorithm, and found that there is a long training time and the situation can not be trained, so that the boundary is a foregone conclusion. Finally, the network training method based on numerical optimization method is carried out.
Secondly, based on the knowledge method, the system of civil aviation electrical system is analyzed, which includes 2 aspects: the system model of civil aviation aircraft expert, the expression and organization of knowledge. Mainly from the data dictionary table, rule base and case base 3 aspects of research. Then, based on the method of fault tree analysis, the research method of fault tree is firstly analyzed, and the reliability of the system is studied. Finally, summarize the methods used in this paper, point out the advantages and disadvantages, and predict the development trend of the future.

Key words: new civil aircraft, electrical system, fault, diagnosis method

目 录
摘 要 I
Abstract III
1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究意义 2
1.3国内外研究现状 3
1.4研究目的 5
1.5研究方法 5
1.6拟解决的关键性问题和技术路线 5
1.7论文的创新点 5
1.8论文的研究内容 6
2基础理论 7
2.1飞机电气体系的构成和特征 8
2.1.1飞机电气体系的构成 8
2.1.2飞机电气体系的特征 8
2.2有关故障诊治技术的当下情况、发展和前景 9
2.2.1故障诊治技术的当下情况 9
2.2.2故障诊治技术发展 10
2.2.3故障诊治技术的发展前景 10
3基于神经网络法对民航电气系统展开系统化的分析 12
3.1BP神经网络故障诊断系统的设计 12
3.1.1反向传播网络 12
3.1.2 BP网络的设计 15
3.1.3 BP网络算法的优化 15
3.2系统故障诊断软件的设计和实现 18
3.2.1根据MATLAB工具箱的软件进行设置 18
3.2.2 BP神经网络的学习准则 18
3.3 BP神经网络相关的训练和仿真 19
3.4 MATLAB 6. 1和Visual Basic6.0的集成 19
3.4.1ActiveX组件 20
3.4.2实现方法 21
3.4.3软件的实现 21
3.5系统事故诊治的实现 23
3.5.1电气负载管理中心事故诊治 23

3.5.2 28V汇流条的故障诊断 24
3.5.3固态功率控制器的事故诊治 25
3.6隐含层神经元的数量 26
3.7挑选出初始权值 27
3.8学习速率 27
3.9选定期望误差 27
3.10算法的确定 28
3.10.1训练时间较长 28
3.10.2彻底无法训练 28
3.10.3局部极小值 28
3.11根据数值优化法所开展的网络训练计算方法 28
4基于知识方法对民航电气系统展开系统化的分析 30
4.1基于民航客机专家的体系化模型构建 30
4.2基于知识的表达和组织 30
4.2.1数据字典表 30
4.2.2规则库 30
4.2.3案例库 31
5基于故障树方法对民航电气系统展开系统化的分析 32
5.1故障树研究方法 32
5.2系统故障树及其可靠性的实例研究 34
6评述和总结 37
6.1对比改进算法和相关的函数 37
6.2对比专家系统和神经网络的2类诊治方法 37
参考文献 39

1绪论
1.1研究背景
在国民经济和现代化建设迅猛发展的背景下，中国民航运输行业在通用航空、航线布局、航空运输、机队规模和运送保障等多个方面获得了不菲的成绩，基础设施方面的能力也得到了迅速的提高，航空业务的规模呈现出迅速递增的态势，国内已变为当下全球的航空运送大国。
客机电气系统是机载设施的一个关键组成，主要包括供电系统和用电设施2类。其中，后者的核心组成为客机的发动机控制、电动机械、照明和信号、旅客生活服务、飞行操纵、航空电子、生命保障和防冰保温等。前者的主要部分为飞机电源体系和飞机输配电体系，飞机电源体系主要应用在电能的产生和调节方面，飞机输配电体系主要应用在电能的传递和分配方面。飞机供电体系的功能主要在于确保可靠而又持续地替用电设施，特别是和安全飞行直接相关的关键性用电设施提供和要求相吻合的电能。
GJB181-86《客机供电特性及对用电设备的要求》等条例特别地针对机载设施的供电类型及其特点以及对新型民航客机在用电设施方面提出了相应的要求。基于直流用电设施和交流用电设施对电能种类和用电量的相关要求，认为客机中存在着直流供电体系和交流供电体系2种，同时能够提供直流电和交流电2类模式的电能。[1]在现代科学和航空技术日益发达，客机相关的用电设备日益增多，无论是用电的数目和质量都呈现出日趋强化，无论就客机电气输配电体系的可检测性、可靠性和可维护性等方面均提出了更为严格的要求。
民航检测维修的导线在整个客机的输配电系统中是基本器件，是在绝缘层中把数股铜线或是镀银铜丝或是铝丝扭合起来，是各类飞机用电设施内部的连接线路和传递动力电源的关键设备，大多数布局在客机的不同部位，凸显出用途广、用量大、种类多以及工作环境复杂化等特点。由驾驶舱至机尾，客机导线的用量非常地可观，比如，将波音737客机的全部导线连接后，全部的长度约为280km，其中，DC-10客机导线的全部质量是机载电子设施和电气设施整体质量的60%。而协和号的导线整体质量几乎为1500kg。[2]因为客机自身构造的特征缘故，不单单导线在体积和重量方面受到一定的约束，同时导线能够安装的空间并不大，大部分导线基于种类通过成捆的方式敷设于各类机载用电设施内部或是其中夹壁内，造成长期在污染、外力、潮湿、振动、摩擦、冷热和辐射等环境中工作，从而造成导线极为容易地出现故障的后果，连带性地造成指示仪表指针摇晃、信号非正常化、供电中断、操控机械终止工作和导线短路，最终导致火灾等后果，从而对客机的安全飞行产生影响，同时导致了不少机毁人亡的后果，从而造成客导线的故障诊治和定位问题，是全球民航界急需解决的一个重要问题。
1.2研究意义
在全球化的大时代环境下，飞机的便捷性及其所产生的重要影响不言而喻。其中，民航客机便是其中主要的一种飞机类型，它在人们的日常生活中所起到的作用日益凸显出来。当然，民航客机的安全性更加备受民众所关注。当下，在评价一个国家民族地区的航空飞行情况安全性的标准，主要有2个数据尺度：每百万飞行小时出现的空难次数以及每百万离场出现的空难次数。根据民航客机最为先进的波音公司的相关统计数据资料可知，早在上个世纪的50年代-70年代，航空航天技术飞速发展，以西方发达国家为主要代表的民航商用型飞机（质量超过60000 磅）的空难失事率明显降低，然而，上个世纪的70年代末，失事率的减小走势愈来愈趋于缓和。同时，根据相关的资料还可推知，在这段时间内，由于飞机失事率所导致的死亡人数并未因为飞机事故的减小而减少。和航机失事率相异的是，国际每年在总航班以及总离场的数量则和航空事业的迅猛发展而呈现出同步发展、递增的趋势。例如，波音公司在2012年所公布的统计数据资料如下：国际民航机的总量将由2011年末的19890架递增到2031年末的近39790架，而这个阶段内，国际收益旅客的公里数（RPK）将会以年约5%的增长率递增。
反观我国民航领域，随着生产力的解放和不断地发展，科学技术日新月异，我国的国民经济及其现代化建设步入到迅速发展的阶段，民航运输事业也呈现出欣欣向荣的发展局面。无论是航空运输、机队规模，还是运输保障、通用航空和航线布局等领域，都有了长足的进步，在此方面的基础设施能力也相应地得到了加强。因为航空航天业务规模的飞速递增，中国业已成为全球航空运输领域内的大国。根据相关的资料统计表明，我国在2010年正式投入运营的航空企业达112家，已经注册并使用的大型、小型以及通用运输航空器的数量分别约为1400架、74架以及650 架，其中，波音飞机和空客飞机几乎各占据了半壁江山（分别占据的比例为48%、44%）。[3]运输机场的数量约为175个，在旅客的航载量方面，其数量高达2.68 亿人，在近5年中将保持着每年约14.1%的递增率增长。在整个综合化的交通运输系统中，航空运输旅客周转量的递增比例约为2.7%。通用型航空机队的规模比以前翻了一番，数量增至1010架，新型客机类型和业务层出不穷，整体上呈现出纵深的发展趋势。然而，我国民航业在较长的时期中还是以成长期为主，当下，无论是民航机的数量、质量以及故障诊断维修等方面都和发达国家存在着一定的距离。尤其在航机的故障诊断和维护等方面还有许多的薄弱地方。和全球航空业的发展走向相一致，整合民航产业的内部结构，强化飞机故障的诊断和维修，更好地推动民航业的健康快速发展，是国内民航业未来的重要课题。
事实上，无论就国外还是国内的民航业的发展情况来看，都必须确保民航客机的安全性，加强飞机的故障诊断。虽然全球飞机的失事率处于平缓的趋势，但因为国际的航班总量仍旧保持着每年递增的趋势，因而，民航的载客数递增，相应的飞机事故及其死亡人数的增加还是可能的。根据Rose和Hasson等学者的分析观点，即使失事率基本保持不变，仅仅是运量递增，航机所出现的事故数量还是难以让民众和民航的管理部门难以接受的。当然，要减少失事率，首先必须保证飞机的质量，即尽量在源头上消除由于材料、技术上所导致的飞机事故，借助于先进的科学技术来生产制造飞机是我国民航业发展的关键项目，学习掌握现代化的飞机故障诊断方法，提高维修的技术技能，实现高性能、现代化、国产化的航机，也是我国民航维修业长期发展的题中之义。
上述的分析正是本选题的意义所在。
1.3国内外研究现状
就国内外目前所获悉的文献资料而言，在研究飞机电气系统故障诊断方面，主要有传统的分析方法以及现代的研究方法。
在传统分析飞机电气系统故障诊断方法时，由于飞机电气系统在运行过程中所受到的干扰因子不一而足，既有飞机之外的因素，包括外来不明飞行物、大气压力和温度以及恶劣天气等；也有飞机自身的原因，包括负荷性能、产品质量、电网电压以及安装环境等，在糟糕的环境以及超技术领域中飞行。上述情况均是造成飞机系统故障的几个常见缘由。表征机体中精致复杂的电气系统的参量出现故障之后，原先所具有的功能逐渐丧失，飞机自然无法正常运行。及时地实施行之有效的检测方式和信息研究理论，找出非正常状态下的信号信息，排除故障潜在的隐患，这样才能够确保飞机处于安全飞行的状态之中，同时规避不必要维修，提高工作效率。[3]具体而言，传统飞机电气系统故障诊断的方法有如下的几点：
（1）人体感官诊断法。一般情况下，飞机的电气系统出现故障时，会出现一些比较明显的情况，主要有：生烟、机械设施工况异变、非正常性发热、出现火花等。对于这些故障的诊断，一般无需其他精密仪器设备而只须通过该行业的专家学者的人体的视觉、听觉、触觉以及嗅觉等人体感觉方式即能够找出飞机所出现故障的具体部位。
（2）借助于测试实验设备测量法。具体而言，主要的检测方式包括带电温度计、超声波检测、新型漏电流表测试、绝缘实验、接地实验和X 射线测试等。当下，飞机电气系统故障诊断法包括离线诊断和在线诊断2类。一旦找出了飞机故障之处后，更加倾向于采用离线诊断法，但这所产生的不良影响和经济损失也是不小的。在线诊断可以同步展开，因而可以及早地找出安全故障的隐患。
以上的2种方法相较而言，感官诊断法基本上无需投资，但一般局限于程度不大且故障比较明显的场合，超出了一定的限度，那么此法便不怎么科学了。借助于测试实验设备测量法所配备的测试设施不一而足，但就某个具体的监视体系而言，则存在着投资和体系本身比较复杂等情况，在具体操作过程中并不简单。因而，诊断飞机电气系统故障的又一个关键点是怎样从诸如电压、电流等信息数据来推断故障。可见，借助于精密的仪器设备、离线诊断、丰富的专业知识等比较复杂的条件，并不适合设备并不大且需要在线检测的场合，造成的资源浪费是显而易见的。因此，检测设施少、迅速诊断、科学有效的综合诊断方法呼之欲出。
（3） 综合诊断方法。在传统的检测电气系统故障诊断方法中，存在着功能简单化、智能化程度不高以及效率低下等问题。在科学技术日新月异的环境背景下，机械设施的构造日益精细化，原先纯粹地借助于单一化的诊断方法自然难以准确地推断出电气系统中所存在的故障，误报和漏报也并不少见。须将传统的几种检测电气系统故障方法结合在一起，吸取各个方法的精髓，综合地加以运用，提高检测故障的准确性。借助于计算机设备进行监测控制能够在软硬件设备的作用下，智能化地对故障进行诊断，同时搜集有关发电机的转动速度、输出电压和电流以及激磁电流等数据信息，经由串行总线通道传递至主控计算机，再进行有关的演算、处理以及数据的融合等步骤，为下一步的故障定位和诊断提供重要的信息。
现代的检测飞机电气系统故障诊断方法，自然和传统的方法有很大的不同。特别是在线性系统的故障诊断方法的研究日渐完善。特别是在基于解析冗余为前提的线性系统故障诊断领域更受到专家学者们的关注，理论硕果累累。但该领域明显的不足之处在于实际的运用方法尚需强化。而针对非线性系统的故障诊断方法也是风生水起，特别是信号处理、模式识别、控制理论以及人工智能等理论发展迅速，为深入地研究非线性系统的故障诊断方法提供了不可或缺的重要理论内容。采用解析模型理论来分析飞机电气系统故障的诊断方法大多数体现在线性系统领域。因此，分析非线性系统的故障诊断方法的意义非凡，尤其是在鲁棒性方面所出现的故障进行诊断，可以说是分析的关键。
采用信号处理的故障诊断方法起点早，然而具体应用在非线性系统的故障诊断中并非为主流。在信号处理方法中，小波变换技术是焦点。采用知识方法来分析电气系统的故障诊断方法不要求系统化的定量数学模型，因而，非常适合飞机这样比较复杂化的实际应用。同时，采用定性模型法也逐步进入到专家学者们的研究视域中。[4]此外，人工智能技术迅速发展，采用专家系统以及神经网络的理论来进行电气系统设备的故障诊断，也变得日益频繁化。
故障诊断理论在系统对象已经给定的前提下进行预报技术日益完善，具体有以下2点：系统的内在结构和参量确定，在推断并预报故障所使用的方法主要有控制理论体系中的等价空间方法、极大似然方法、序列概率方法、广义似然方法以及状态观测器和滤波器方法,且广义似然方法以及状态观测器和滤波器方法应用的范围集中在非线性系统。由于系统对象的构造及其参数均处于空白或半空白的状态，因此，采用知识方法进行推理以及人工神经网络方法比较地多，同时考虑到残差情况展开故障诊断的分析和模式的识别等内容。当找出电气系统中的故障之后，然后须对故障加以定位，而此点亦为诊断和检测技术之间的一个关键不同。当下的故障定位技术主要有采用知识理论、控制理论等，并借助于这些理论来对相应的模式加以识别或模糊识别。此外，电气系统故障的诊断方法和普通智能化测试系统和故障检测设备的又一个重要不同在于它可以完成电气系统故障的机理判断及其评断，而当下仍旧以基于知识理论为前提的专家系统为主体。在确定故障部位时，主要的理论有人工神经网络技术、控制理论以及模糊模式识别技术等。
整体而言，国内外在研究电气系统故障诊断领域内还是以知识推理方法最为常用，特别是人工神经网络方法可以深入地描绘电气系统的内部结构、参量和特点，且对于那些非确定化的对象以及非线性的对象可以给出更为科学合理的解释。在神经网络方法方面，小波变换理论以及观测器技术具有代表性。
1.4研究目的
通过本论文的研究，主要达到以下的研究目的：首先，了解最新民航客机的相关理论知识；其次，设计民航客机电气系统故障的诊断方法。
1.5研究方法
本论文主要采用的研究方法如下：
（1）文献综述法。即通过对于本论文课题的相关文献资料检索，搜集并整理出文献资料，主要包括期刊杂志论文和博士、硕士论文等，通过阅读的基础上，对本课题有一定的了解，为本论文的研究打下研究的基础。
（2）多元化的民航电气系统故障诊断的研究方法。本论文主要采用的是故障树法、知识方法以及神经网络方法等3种，通过这些方法比较深入而又全面地研究新型民航客机电气系统故障诊断方法。
1.6拟解决的关键性问题和技术路线
本论文拟解决的关键性问题如下：基于故障树法对民航电气系统故障展开诊断方法的分析；基于知识方法对民航电气系统故障展开诊断方法的分析；基于神经网络方法对民航电气系统故障展开诊断方法的分析。
本论文的技术路线如下：首先，系统化地对民航及其新型民航客机的概念、类型、特点等方面的内容展开梳理；其次，简述飞机电气系统故障的诊断方法；最后，分别从故障树法、知识专家系统以及神经网络法系统化地设计、分析民航电气系统故障诊断方法。
1.7论文的创新点
本论文的创新点主要包括如下的几点：
第一，分析的课题对象比较新颖，即新型民航客机电气系统的故障诊断方法进行分析，笔者通过搜索之后，发现和文论文课题完全一致的文献寥寥无几。因此，在分析其系统故障诊断方法之后，更具针对性，为现代化的民航客机提供借鉴。
第二，采用了现代化的电气系统故障诊断方法，并选取了具有代表性的方法进行设计，同时，还加以对比，分析它们的优缺点，从而找到最佳的民航客机电气系统故障的诊断方法。
1.8论文的研究内容
本论文的研究内容主要包括如下的几点：梳理最新民航客机的理论内容；选择最新民航客机电气系统故障诊断方法；分别基于故障树法、知识方法以及神经网络方法对民航电气系统展开系统化的分析。
2基础理论
2.1飞机电气体系的构成和特征
2.1.1飞机电气体系的构成
飞机电气系统的构成主要有供电系统和用电设备2个核心部分。其中，前者主要包括的是飞机电源体系和飞机配电体系。大多数的情况下，飞机电源一般应用在对于电能的产生和调节；而飞机配电体系主要应用在电能的分配和管理方面。[5]后者主要的构成部分如下：飞机飞行操纵、航空电子、生命保障、照明和信号、旅客生活服务、发动机掌控、电动机械、武器操纵以及防冰加温等多元化的体系。
飞机供电系统的功能主要是可靠地替用电设备，特别为和安全飞行存在着直接内在关联性的关键性用电设备供应和要求相符合的电能。
2.1.2飞机电气体系的特征
2.1.2.1电源系统的特征
飞机电源体系为整个飞机供电体系的一个重要组成部分，被认为是飞机上电能出现、协调、掌控和电能改变部分的全部整体，一般的构成部分包括主电源、辅助电源、外部电源、二次电源以及应急电源等。大多数情况下所说的飞机电源种类指的即为主电源种类，其全部电源体系所使用的通道共有4个，其分布如下所述：[6]第一，l、2通道的发电机安置于飞机左边的2台发动机中；第二，3、4通道的发电机安置于飞机右边的2台发动机中。另外，单个通道的核心构成主要如下：发电机控制装置（GCU）、互感器、组合传动发电机（IDG）、主接触器以及发电机掌控开关等。
2.1.2.2配电体系的特征
飞机配电体系是飞机发电机和地面或是应急电源的电能展开改换、传递、分配和控制保护的体系。它的核心主要有：配电组件、馈电电缆、汇流条以及配电板等。[7]配电体系保证飞机不同的部分能够稳固地输配电能，从而管理各种电气负载且保护好用电的相关设备。多种用电设备的关键性及其在整个飞行不同时期所发挥的功能也存在着差异性，无论是战斗、巡航、起飞和着陆等不同时期能够实施多种的负载管理方案。在产生故障时，相应的管理模式也应该加以及时的变更。在具体飞行时，需综合性地顾及到多元化的因子，从而界定切换负载的模式，或是改变成应急式的供电模式，从而保障关键性设备供电的连续性和可靠性。具体而言，负载管理模式包括人工管理和自动管理2类，其中，前者的判断和操控主体为空勤人员，后者的主体为计算机，即基于事先设置的管理模式展开智能化的管理。[8]负载自动管理则能够确保电网通常处于最好的情况中。
2.1.2.3用电设备的特征
用电设备是从供电体系接受电功率的单个设备或是整套设备，基于机上安置时所提出的要求来降低线路的电压（调压点和用电设备功率输入端内部的电压差）区别，大体上细化成A、B和C等3种。[9]
2.2有关故障诊治技术的当下情况、发展和前景
2.2.1故障诊治技术的当下情况
就国内外在该领域所具有的资料而言，有关线性系统的故障诊治技术的研究资料非常丰富。最近几年中，在解析冗余指导下的线性系统故障诊治技术也在不断地前进发展，获得了丰富的理论成果。然而，和其余比较成熟化的理论成果相较而言，该领域的运用研究则仍旧需要进一步的强化。[10]当下，有关非线性体系的故障诊治技术研究依旧处于发展的态势中，特别是信号处理、模式辨识、控制理论以及人工智能等多元学科都需要进一步的研究，从而替非线性体系的故障诊治技术打下了扎实的理论前提。
根据解析模型故障诊治方法的理论研究成果，基本上集中于线性体系范围内，通过深入的研究之后发现，非线性体系的故障诊治技术分析凸显出一定的意义,尤其是鲁棒性故障诊治问题，其重要性更加凸显出来。根据处理信号的故障诊治法的研究虽然发展较为完备，然而就非线性体系的故障诊治而言，其运用的数量并不少。其中，小波变换技术在最近几年中备受关注。[11]根据知识的研究方法并不需要系统化的定量式数学模型，因而，就复杂化的工业流程而言，该方法的实际性和应用性价值还是非常明显的。另外，根据定性模型所展开的计算方法在最近几年中获得更为深入的发展。在人工智能技术蓬勃兴起之际，根据专家系统以及神经网络的故障诊治法亦呈现出愈来愈深入的发展态势。
在故障诊治领域，相关的理论研究和应用技术也在日益成熟。在研究给定系统确定性故障的测试、推断和预报技术等维度比较地成熟，主要是对象的结构和参量。此时，推断和预报故障所使用的方法大体上是根据控制理论的等价空间法、极大似然法、滤波器法、序列概率法、广义似然法以及状态观测器法等。[12]其中，状态观测器法和滤波器法主要针对的对象为非线性系统；对象结构和参量并不得知或是部分尚不得知的情况下，大多是所使用的是根据知识所开展的推理技术、根据人工神经网络的状态评估，同时考虑残差研究的诊治技术和模式辨识技术等。当系统故障被界定之后，深入诊治的目的即在于完成故障的定位，此即为诊治技术和检测技术的一个主要区别。当下，故障定位大体上所使用的是根据知识推理的专家系统技术、构建于控制理论前提下的模式辨识技术和模糊辨识技术等。故障诊治系统和通常意义上的自动检测体系和故障检测设备的又一个重要区别在于可以完成故障的机理研究及其评估。当下，大多数所使用的是根据知识推理理论所构建的专家系统。故障定位的分析在当下亦有很多成熟的技术及其成功的运用，比如，根据控制理论所展开的研究方法、根据模糊模式辨识技术和人工神经网络技术等。
根据知识所开展的推理技术广泛地运用于诊治技术范围内，特别是人工神经网络技术的运用可以深入地描绘对象的构造、参量和特点，特别就非确定化对象和非线性的对象而言，可以给出更为科学合理化的描述。[13]因此，神经网络体系亦能够被广泛地运用于各类智能运用范畴中。当下研究资料并不少、同时较为成熟化的技术包括观测器技术以及小波变换技术等方面。
2.2.2故障诊治技术发展
毫无疑问，基于解析冗余指导的故障诊治技术源自于上个世纪的70年代，其发源地和发展之地为美国。麻省理工学院学者Beard通过研究后率先提出了基于解析冗余方法来研究硬件冗余，同时基于系统自组织的基础确保整个系统处于闭环的稳定状态，基于比对观测器的输出获取系统的故障信息数据。[14]Beard的运作标示着此门技术的问世。
上个世纪的80年代早期，国内的部分学者开始着手研究控制系统故障诊治技术。通过专家学者约20多年的努力奋斗之后，当下的许多研究成果均受到了全球同行们的认可。
最近几年中，控制系统的故障测试和诊治技术日趋完善，备受控制界的高度关注。部分知名的自动控制学术会议，诸如ACC以及CDC等均设置了相关课题的专题性研究。[15]从上个世纪的90年代初（1991年）开始，IFAC基本上会每3年举办一次全球化的控制体系故障诊治专题性的学术会议。
2.2.3故障诊治技术的发展前景
在人工智能、计算机科学技术、现代控制理论以及模式辨识等多种技术发展的背景下，被看做交叉学科的控制系统的故障测试和诊治技术也呈现出前进发展的态势。当下，故障诊治领域比较热门的一个理论问题依旧为鲁棒诊治性问题。[16]特别为非线性系统而言，相关的研究资料就线性系统而言并不多，因此，深入地探究非线性系统所存在的通用性故障诊治技术的意义显而易见。
因为在故