[发明专利]一种火炮间隙特征的检测方法

说明书

技术领域

本发明属机构间隙特征检测领域，具体涉及火炮俯仰机构间隙动态特性的检测方法。

背景技术

火炮在现在战争中发挥着越来越重要的作用，其重要的性能指标就是射击精度。炮口扰动是影响射击精度的一项重要因素，而炮口的扰动基本上依赖于火炮俯仰机构的间隙。但是由于装配和制造误差等方面各种因素的影响，火炮俯仰机构之间的间隙不可能完全消除。部件之间有间隙存在，就势必存在振动；影响炮口位置并发生扰动，导致射击精度降低。因此研究火炮俯仰机构间隙的检测方法对提高火炮射击密集度有很重要的意义。一方面现场指导火炮间隙快速动态调整，提高射击精度；另一方面也可以为火炮结构设计提供指导。

目前，国内外对于间隙的研究大部分集中在建立数学模型、动力学分析以及由间隙引起的混沌、分叉现象等方面。这些方面的研究对了解机构间隙的运动机理是很有帮助，但对解决工程中的实际问题还很困难。

信号特征提取方法的研究目前已成功应用于一些常见的故障，如转子裂纹、不对中、以及齿轮和轴承的故障等，但在间隙响应信号中应用还很少。机构的间隙响应信号是一种振荡衰减信号，拥有瞬时冲击的特征。选择与间隙响应信号匹配的小波基函数，可在变换中获得较大的小波系数，有效的突出间隙特征。小波系列的信号提取方法可有效的提取间隙信号的动态特征。

算子自适应小波包是给定初值的基础上利用算子自适应算法求取的。在求取自适应预测器和更新器过程中，以减小分解误差为优化指标，极大的提高了小波包的自适应能力。算子自适应小波包的预测器和更新器并不固定，而是随着信号特征自动匹配变化。因此，算子自适应小波包在处理间隙信号时具有突出的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种火炮间隙特征检测方法。该方法首先依据预测器和更新器各自的对称性和约束性给定元素相等的初值，再利用算子自适应算法构造最佳匹配信号特征的自适应预测器和自适应更新器，对火炮间隙响应信号进行算子自适应小波包分解与重构，得到多个频带的振动信号；然后计算各频带振动信号的能量值，取能量最大的频带为最佳检测频带，最后计算最佳检测频带上的间隙特征指标；将火炮机构间隙为0.5mm时最佳检测频带上的间隙特征指标定为阈值，若所测火炮间隙响应信号最佳检测频带上的间隙特征指标小于该值，则火炮机构间隙合格。该检测方法结果可靠，实时性好，简单易行，适用于现场指导火炮间隙快速动态调整，提高射击精度。

本发明的技术方案是这样解决的：本发明按以下步骤进行：

1)首先依据预测器和更新器各自的对称性和约束性给定元素相等的初值，利用算子自适应算法构造最佳匹配信号特征的自适应预测器和自适应更新器，对火炮间隙响应信号进行算子自适应小波包分解和重构，得到多个频带的振动信号。

2)计算各频带振动信号的能量值，取能量最大的频带为最佳检测频带，最后计算最佳检测频带上的间隙特征指标；将火炮机构间隙为0.5mm时最佳检测频带上的间隙特征指标定为阈值，若计算最佳检测频带间隙特征指标小于阈值，则火炮间隙合格。

所述的构造自适应预测器和自适应更新器，对火炮间隙响应信号进行算子自适应小波包分解和重构，得到多个频带的振动信号包括以下步骤：

1)预测器元素个数为MG；更新器元素个数为M_H，依据预测器和更新器的各自的对称性

g_-r+1＝g_r，r＝1，2，…，M_G/2

h_-j+1＝h_j，j＝1，2，…，M_H/2

和约束性