[发明专利]一种直升机主减速器转速振动数据同步与融合方法

说明书

本发明属于直升机振动监测技术领域，提供一种直升机主减速器转速振动数据同步与融合方法，解决现有方法同步精度低的问题，用于直升机主减速器振动告警、故障诊断功能数据预处理。相比较于传统的方法，在已有的机载HUMS产品架构不变情况下，利用FPGA同时控制振动信号A/D采集、转速采集的特点，在FPGA内部捕获转速信号上升沿或下降沿，捕获到上升沿或下降沿的同时，将此时刻振动信号A/D采集结果的数字信号对应位标记为“1”，通过振动信号对应位为“1”的间隔点数，就能获取实际转速值，且误差较小，本方法将转速信号和振动信号实时同步、融合，简单易于实现，没有增加机载数据量，也没有遗漏转速实时变换特征，非常有利于后期振动信号的特征提取。

技术领域

本发明属于直升机振动监测技术领域，具体涉及一种直升机主减速器转速、振动数据同步与融合方法，用于直升机主减速器振动告警、故障诊断，便于后期时域同步平均、整周期等相位FFT、扭振判定等功能。

背景技术

振动信号是反映主减速器工作状态的重要信号之一，振动信号包含了系统大量的运行状态信息；转速信号是主减速器内部齿轮、轴承转动频率的关键指标。目前，采集分析振动信号是诊断主减速器故障的一种有效方法，绝大多数主减速器方面的故障都与振动信号有密切的关系。因此，主减速器振动监测是状态监控与故障诊断的一项重要内容。通过多个振动传感器及转速传感器，可以采集到主减速器的各种振动信号与转速信号，通过对振动信号的振幅、振动烈度、相位等参数的实时检测，结合转速信号的特征，可实时监测主减速器的运转情况，避免大事故发生给企业造成损失。

传统的振动信号与转速信号同步方法包括以下两种：

1、将一段时间T内的振动信号原始数据、转速数字信号平均值、转速数字信号最大值、转速数字信号最小值组包，每隔时间段T构成新的振动、转速数据包，满足振动、转速信号的同步要求；

2、将振动信号原始数据、转速原始数据都通过AD采集器同步采集，并组包，每隔时间段T构成新的振动、转速数据包，满足振动、转速信号的同步要求。

第一种方法无法完整记录转速信号变换信息，仅记录了最值和平均值，在转速波动时，无法为后续的等相位插值拟合提供准确信息，同步精度较低；第二种方法记录大量转速数据，特别是对于主减速器，有多个转速信号时，要分析和记录的数据量大幅度增加，因此方法二不适合于机载电子产品，常用在地面实验室分析处理过程中。

发明内容

本发明针对现有的两种方法存在的：因无法完整记录转速信号变换信息，导致同步精度低以及因分析和记录的数据量大，不适合于机载电子产品的问题，本发明结合机载HUMS电子产品架构、主减速器振动采样频率高、相应转速频率低的特点，提出了一种适合直升机载电子产品的主减速器转速振动数据同步与融合方法及系统，解决现有方法无法较有效、简单、方便的将振动和转速信号同步、融合的问题。

利用FPGA在转速上升沿时刻标记振动信号对应位，利用主减速器振动信号采样频率固定且频率高，旋翼转速、尾桨转速和动力涡轮转速低的特征，将振动和转速信号实时同步、融合，简单易于实现，没有增加机载数据量，也没有遗漏转速实时变换特征，非常有利于后期振动信号的特征提取。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种直升机主减速器转速振动数据同步与融合方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、信号采集；

采集n路振动信号及n路转速信号；其中n为大于等于1的正整数；

步骤2、信号转换；

将n路振动信号分别转化为振动电压信号；将n路转速信号分别转化为转速方波信号；

步骤3、利用转速信号标记振动信号；

步骤3.1、利用n路模数转换单元分别将n路振动电压信号分别转化为数字信号；