[发明专利]一种飞机线缆微弱故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种飞机线缆微弱故障诊断方法，包括：基于虚拟仪器技术搭建的检测设备对飞机线缆反射信号进行采集；利用改进的变分模态分解对采集到的反射信号进行处理；对分解后的含有故障信息的本征模态分量进行短时傅里叶变换；利用重排谱图法对经短时傅里叶变换的本征模态分量的时频能量进行重新分布，将其分布至重心位置；然后提取时间能量信息以绘制飞机线缆的故障信息曲线，从能量角度诊断飞机线缆是否存在微弱故障。本发明的效果是：克服传统扩展频谱时域反射法无法有效检测微弱故障的问题，实现飞机线缆微弱故障的诊断，提高飞机线缆微弱故障的预警能力和检出率，为飞机线缆维护提供支持。

技术领域

本发明属于飞机线缆故障诊断领域，具体为一种飞机线缆微弱故障诊断方法。

背景技术

飞机线缆是飞机的重要组成部分，通常分布于飞机的驾驶舱、发动机舱、机翼以及客舱内壁夹层等多个位置，它能为飞机各个系统传送电能并且实现不同系统之间信息传递。多电飞机和全电飞机是当前飞机发展的主要趋势，电能将取代气源、液压作为飞机启动、刹车、除冰、起落架等系统的动力来源，因此飞机线缆的数量和种类将会越来越多。在飞机总装制造和运营维护过程中，线缆相关的故障问题日益突出，一旦线缆发生故障，将对飞机的安全造成严重威胁。

对于飞机线缆故障，不仅要能诊断出线缆的短路、断路这类显性故障，更应该能检测出因局部破损或形态、结构变化导致的微弱故障。因为对于即将起飞或飞行中的飞机来说，线缆发生故障将可能导致电磁干扰、通信中断、电弧放电等严重问题。比如屏蔽层破损将导致线缆中信号受到电磁干扰；电源馈线磨损会导致局部阻抗增大造成局部过热引发电气线路故障；线缆发生断丝后由于频繁的振动、摩擦容易导致断丝戳穿绝缘层从而与机体或屏蔽层发生短路，如果靠近燃油管线则可能因产生的电弧而引发火灾。

无论是飞机生产过程还是维修过程，对于飞机线缆故障，机务人员依靠现有设备和方法只能检测出短路、断路故障，无法检测出微弱故障。为了保证飞机在生产、使用以及维修过程中的安全，需要一种针对飞机线缆微弱故障的检测方法准确地诊断出飞机线缆的微弱故障。

发明内容

针对上述技术中的不足，本发明的目的是提供一种能够在飞机线缆故障诊断时准确诊断飞机线缆的微弱故障诊断方法，是基于增强扩展频谱时域反射的飞机线缆微弱故障诊断方法，解决了传统扩展频谱时域反射法无法诊断飞机线缆微弱故障的问题，对于线缆微弱故障诊断具有很大的工程应用价值。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种飞机线缆微弱故障诊断方法，该方法是在基于PXI总线技术的检测平台上进行的，该检测平台包含硬件系统和软件系统两个部分，硬件系统采用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；软件系统采用图形化编程语言LabVIEW软件实现，该方法包括以下步骤：

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(Binary Phase Shift keying，BPSK)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，由于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，从而获得相关系数Rxy(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；

对分解获得的本征模态分量IMFs进行峭度分析，峭度的值越大表示突变程度越高，更有利于提取故障特征，经过多次实验计算IMF1的峭度值最大：