طراحی و بهینه‌سازی منبع تغذیه ac/dc دوطبقه مبتنی بر افزایش قابلیت اطمینان برای تغذیه هواپیما

در این مقاله بازده و قابلیت اطمینان مبدل الکترونیک قدرت ac/dc دو طبقه با بکارگیری الگوریتم ژنتیک چند هدفه (nsga- ii)، به منظور کمینه‌سازی تابع هدف انجام می‌شود. متغیر های تابع هدف، بازدهی و قابلیت اطمینان می باشند. برای ارزیابی قابلیت اطمینان از مدل مارکوف استفاده می‌شود و در آن خطاهای اتصال کوتاه و مدار باز برای المان‌های مدار درنظرگرفته می شود. همچنین نرخ خرابی المان‌های مدار به کمک معادلات موجود در استاندارد نظامی (mil- hdbk- 217)، محاسبه می‌گردد. برای بهینه‌سازی ابتدا متغیرهای ورودی الگوریتم ژنتیک شامل مقدار اندوکتانس‌ها و خازن‌ها، فرکانس سوئیچینگ هر طبقه، نسبت تبدیل ترانسفورماتور و ولتاژ لینک dc به عنوان ورودی تابع هدف تعیین می شوند تا به کمک آنالیز حساسیت پارامترهایی که تغییراتشان روی تابع هدف تاثیر عمده ندارد، حذف شوند. سپس پارامترهای الگوریتم nsga- ii شامل تعداد تکرار، جمعیت و احتمال تقاطع و جهش برای محاسبه دقیق متغیرهای مدار، تعیین شده و ارزیابی قابلیت اطمینان در قالب میانگین زمان تا خرابی (mttf) با در نظر گرفتن پارامتر بازدهی صورت می‌پذیرد. نتایج بیانگر افزایش قابلیت اطمینان با حفظ بازدهی بالا برای مبدل است.

design and optimization of two- stage ac/dc power supply based on increasing reliability for aircraft power supply

in this paper, the efficiency and reliability of the two- stage ac/dc power electronic converter has been optimized for use in aircraft systems. the optimization is done using multi- objective genetic algorithm (nsga- ii), in order to minimize the objective function. the objective function variables are efficiency and reliability. markov model is used to evaluate reliability, in which short circuit and open circuit faults are considered for circuit elements. also, the failure rate of circuit elements using the equations of the military standard (mil- hdbk- 217), has been calculated. for optimization, the value of inductances and capacitors, the switching frequency of each stage, the transformer turn ratio and the dc link voltage are determined as the input of the objective function, and then sensitivity analysis is performed to eliminate any parameters that are not sensitive to the objective function.then nsga- ii algorithm parameters including iteration count, population, mutation and crossover probabilities are defined to calculate circuit parameters and reliability evaluation is done in form of mean time to failure (mttf) considering efficiency parameter. the results indicate that the converter has improved reliability while maintaining high efficiency.