[发明专利]直升机动力装置振动实时监视的计算方法及振动监视系统

说明书

技术领域

本发明专利属于直升机动力装置振动信号实时监视技术，目前主要应用于直升机试飞时对直升机发动机和传动系统的振动实时监视。

背景技术

振动监视系统是指对传感器和放大器感受到的原始振动信号进行采集和二次处理，然后将处理结果输出，飞行员或者地面监控人员可根据输出结果实时掌握发动机或传动系统的振动状态。如果直接将高采样率的动态振动信号直接进行遥测传输，这将会难于避免的出现信号丢帧、错码等现象，遥测和接收设备无法保证传输数据的正确性和实时性。因此将将振动传感器测量到的动态振动信号处理为符合监测技术要求的缓变振动信号，是进行振动实时监测的关键。

发动机振动实时监测是保证发动机可靠工作和飞机飞行安全的重要段。西方航空工业发达的国家早在上世纪六十年代就在此领域开始进行应用研究，曾经历了地面测振仪进行定期检查到机载电子二次仪表实时监测的应用研究过程，目前已逐步发展成为数据总线传输、软硬件结合的智能化实时监测系统(Airborne Vibration Monitoring，简称AVM)。

国内发动机振动实时监测技术的应用研究起步较晚：目前大部分国产航空发动机采用的是使用地面测振仪进行定期检查的技术手段，振动实时监测技术在发动机上的应用还比较少，且技术相对还比较落后。

英国国家航空局针对运输类直升机健康监视系统安装和使用颁布了直升机健康监视系统可行方法指南(ADD-001-05-99)，要求9人以上直升机(包括成熟的直升机)必须装配监视系统。国内方面，1999年总装备部批准发布的GJB3708-99《军用直升机发动机监视系统要求》中就明确提出，军用直升机EMS应具有机载振动实时监视的功能。

因此，不管是实际试飞需求还是根据国内外标准，都需要研制相应的振动监视系统。国际主流的振动监视系统均为软硬件结合的研制方式，而本专利所包含的算法是软硬件结合的振动监视系统软件研制的核心技术。

发明内容

本发明的目的是：

提供一种振动信号实时监视的计算方法，以该方法为指导，编制软硬件结合的振动监视系统相应的软件，从而实现直升机动力装置和传动系统的振动实时监视。

本发明的技术方案是：

直升机动力装置振动实时监视的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括发动机振动总量监视计算方法、发动机分量监视计算方法和主减传动系统振动监视计算方法，具体步骤如下：

一、发动机振动总量监视计算方法：

第一步，利用振动监视系统硬件从电荷放大器输出端获取发动机振动加速度信号a(n)；

第二步，采用积分滤波器对振动加速度信号a(n)进行积分，得到速度信号V1(n)；

第三步，根据发动机振动限制标准对V1(n)进行积分得到新的速度信号V2(n)；

第四步，根据公式对速度信号V2(n)的有效值进行计算，得出发动机振动总量；

第五步，对计算出的振动总量V_rms进行低通滤波，剔除跳点和非整周期误差，

第六步，将计算结果发送至遥测发射设备；

二、发动机振动分量监视计算方法

第一步，利用振动监视系统硬件从电荷放大器输出端获取发动机振动加速度信号a(n)和当前转速信号ng；

第二步，采用积分滤波器对振动加速度信号a(n)进行积分，得到速度信号V1(n)；

第三步，对速度信号V1(n)在转速ng对应频率处进行傅立叶展开，得到相应的发动机振动分量；

第四步，将计算结果发送至遥测发射设备；

三、主减传动系统振动监视算法：

第一步，利用振动监视系统硬件从电荷放大器输出端获取主减传动系统振动加速度信号A(n)；

第二步，根据传动系统关注频率点对主减传动系统振动加速度信号A(n)进行整周期截取；

第三步，对主减传动系统振动加速度信号A(n)在关注点频率进行傅立叶展开，得到相应的振动幅值；

第四步，将计算结果发送至遥测发射设备。

直升机动力装置振动监视系统，其特征在于：所述振动监视系统从电荷放大器输出端获取直升机动力装置振动加速度信号，然后采用如权利要求1所述的计算方法对振动信号进行处理，再将计算结果发送至遥测发射设备，通过遥测发射设备和地面接收设备传输至地面监视计算机，从而实现振动实时监视。

本发明的优点是：