[发明专利]一种直升机传动系统的振动信号分离方法

权利要求书

1.一种直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述传动系统包括齿圈，设置于所述齿圈内、且与所述齿圈啮合转动的多个行星轮，用于支撑所述行星轮的行星轮架，设置于所述齿圈周围的至少一个振动传感器，以及设置于齿圈周围、用于测量行星轮架转动的转速传感器，所述振动信号分离方法包括：

根据所述振动传感器和所述转速传感器的安装位置，获取所述传动系统中行星轮系的位置信息，所述行星轮系的位置信息包括每个振动传感器的位置信息和每个行星轮的位置信息；

根据所述行星轮系的位置信息，对所述齿圈的齿轮啮合时序进行分析，得到每个振动传感器与每个行星轮的啮合顺序；

在所述传动系统的传动过程中对振动数据进行数据点的采样，并对所述行星轮架的每个转动周期内的数据点进行重采样，所述振动数据为行星轮与振动传感器对齐时的振动信号；

对重采样得到的振动数据的数据点进行数据提取，通过提取出每个行星轮与每个振动传感器对齐时对应的振动数据得到四维组合集，所述四维组合集包括振动传感器编号，行星轮编号，行星架循环编号，以及振动数据；

对所述四维组合集进行振动分离向量重构，得到所述齿圈的振动特征信号，所述齿圈的振动特征信号包括每个行星轮与每个振动传感器对齐时的振动信号。

2.根据权利要求1所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，

所述每个振动传感器的位置信息为：

所述每个行星轮的位置信息为：

其中，所述为转速传感器与第j个振动传感器的夹角，所述为转速传感器与第i个行星轮的夹角。

3.根据权利要求2所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述根据所述行星轮系的位置信息，对所述齿圈的齿轮啮合时序进行分析，得到每个振动传感器与每个行星轮的啮合顺序，包括：

根据所述行星轮系的位置信息，获取每个行星轮与每个传感器的分离角矩阵为：

其中，所述D中的其中一个分离角为：

所述为第i个行星轮从初始位置转动到第j个振动传感器时，行星轮架的转动角度；

根据所述分离角度矩阵，获取每个振动传感器与每个行星轮的啮合顺序。

4.根据权利要求3所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述对所述行星轮架的每个转动周期内的数据点进行重采样，包括：

对所述行星轮架的每个转动周期内的数据点进行重采样，使得所述行星轮架在每次循环周期中采集的数据点数相同，重采样的数据点数为：

其中，Nr为所述齿圈的轮齿数量，也为行星轮架在每次循环周期中行星轮与齿圈的啮合周期，所述NTP为齿圈的每个轮齿对应的数据点数。

5.根据权利要求4所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，对重采样得到的振动信号数据点进行数据提取，通过提取出每个行星轮与每个振动传感器对齐时对应的振动信号得到四维组合集，包括：

确定数据点的提取位置，并根据所述提取位置得到振动数据的提取长度；

对每个振动传感器编号，每个行星轮编号和每个行星架循环编号的组合，对应一个振动数据，得到所述四维组合集，所述振动数据的长度为根据所述提取长度提取的。

6.根据权利要求5所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述确定数据点的提取位置，并根据所述提取位置得到振动数据的提取长度，包括：

所述提取位置为所采集的数据点的提取索引：

其中，所述Δθ_c为重采样得到的两个相邻数据点之间的间隔，所述提取索引为第i个行星轮与第j个振动传感器对齐时刻的振动数据；

根据所述提取索引确定所述振动传感器所提取的振动数据的中间位置、起始位置和终止位置，得到所述振动数据的提取长度为：

7.根据权利要求6所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述对所述四维组合集进行振动分离向量重构，得到所述齿圈的振动特征信号，包括：

对所述四维组合集进行时间同步平均、加窗映射和求和重构，得到所述齿圈的振动特征信号。

8.根据权利要求7所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，对所述四维组合集进行时间同步平均、加窗映射和求和重构，得到所述齿圈的振动特征信号，包括：

所述时间同步平均包括：对行星架在多次循环中每个固定位置提取的振动数据进行平均处理，得到振动传感器所采集到的振动数据的时域同步平均TSA信号集，所述TSA信号集包括多个固定位置对应的TSA信号，所述固定位置为行星轮与传感器的对齐位置；

所述加窗映射包括：对所述TSA信号集中的每个TSA信号分配匹配索引并通过所述匹配索引确定振动数据的数据位置；所述所述振动数据的数据位置为

其中，k为行星架的循环次数；

通过所述匹配索引对所述TSA信号进行加窗映射，得到组合保持矩阵，所述组合保持矩阵包括：振动传感器编号，行星轮编号，以及每个振动传感器编号和每个行星轮编号的组合所对应的振动数据；

所述求和重构包括：对组合保持矩阵进行求和，得到振动分离向量重构的结果。