[发明专利]一种飞机线缆微弱故障诊断方法

权利要求书

1.一种飞机线缆微弱故障诊断方法，该方法基于PXI总线技术检测平台，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括带有操作系统的工业控制平板、信号发射板卡、信号采集板卡；所述软件系统为图形化编程语言LabVIEW软件，具体步骤如下：

步骤1、在LabVIEW中编写调制信号生成程序以及信号发射、采集板卡的驱动程序，首先采用二进制相移键控调制方式将m序列调制到正弦载波上作为检测信号x(t)，然后通过信号发射板卡将该检测信号注入待测飞机线缆，当线缆某个位置发生故障时阻抗产生不连续，检测信号将在该位置发生反射；

步骤2、利用信号采集板卡采集反射回来的信号y(t)，并将入射信号x(t)延迟τ后作为参考信号x(t-τ)与反射信号进行互相关运算获得互相关系数R_xy(τ)；

步骤3、利用改进的变分模态分解对互相关系数R_xy(τ)进行分解获得一系列本征模态分量IMFs(Instrinsic Mode Function,IMF)，其中：s＝1、2、3…K，K为变分模态分解的本征模态分量个数K；当s＝1时，IMF1的峭度值最大，峭度计算公式为：

式中：Ku为峭度；x为本征模态分量的幅值；μ、σ分别为本征模态分量的统计均值和方差;

步骤4、选取步骤3中峭度值最大的本征模态分量IMF1，用短时傅里叶变换进行处理，获得包含故障特征的本征模态分量IMF1的时间-频率-能量分布；

步骤5、利用谱图重排法将步骤4中得到的时间-频率-能量分布重新分布到原时间-频率-能量分布的重心位置，对重排后的结果提取时间-能量信息并绘制曲线，该曲线包含故障信息；

步骤6、飞机线缆故障位置的确定：根据步骤5的曲线，纵轴表示能量幅值，横轴表示时间，根据能量波峰与第一个波峰之间对应的时间差，结合波速进行计算即可得到飞机线缆故障的位置信息。

2.根据权利要求1所述的飞机线缆微弱故障诊断方法，其特征是：步骤3所述改进的变分模态分解为采用中心频率对比分析法确定变分模态分解的个数获得最佳的本征模态分量。

3.根据权利要求1所述的飞机线缆微弱故障诊断方法，其特征是：步骤5所述提取时间-能量信息是依据能量最大原则确定发射信号能量最大值所对应的频率，然后提取该频率下的能量与时间信息绘制曲线。

4.根据权利要求1所述的飞机线缆微弱故障诊断方法，其特征是：步骤6中所述第一个波峰为入射信号所形成的能量波峰，若某一波峰与第一个波峰对应的时间差为t，那么此能量峰值对应的故障点位置可通过以下公式来确定：

式中d为故障点与线缆注入端的距离，v为电磁波在线缆中的波速，ε_r是线缆绝缘介质的相对介电常数。