一种直升机主轴弯矩标识的幅-相综合相关识别方法技术

一种直升机主轴弯矩标识的幅

【技术实现步骤摘要】
一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法


[0001]本专利技术用于直升机试验数据分析领域，具体涉及一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法。

技术介绍

[0002]随着现代测试传感器性能、测试方法与检验技术的发展，已经能够准确地测量所要求的主轴弯矩，获得直升机旋翼主轴上的载荷和桨毂中心的航向力、侧向力、俯仰弯矩及滚转弯矩，用于主轴载荷阈值实时监测与评估、主轴使用寿命评估、飞行安全控制等。同时，由于主轴弯矩测量端点非常多，很容易产生误标识现象。若发生测量标识错误，将误导结果数据与特性的分析和后续多维度应用，将给飞行安全和新机研制带来直接的技术隐患和风险。在直升机技术发展过程中，人们发展和形成了一些测量标识真伪识别方法，这些方法一般应用于直升机启动飞行试验前。一旦启动飞行试验，这些方法在效率和有效性方面的局限性给试验数据检验带来困难和挑战。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法，准确甄别直升机主轴弯矩测量标识，确保主轴弯矩测量数据的有效性和准确性。
[0004]技术方案：一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法，所述方法包括：
[0005]测量直升机的旋翼主轴截面弯矩原始数据，对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行谐波分析，得到幅值序列和相位序列；
[0006]分别计算任意两个测试通道的一阶谐波分量的幅值序列的皮尔逊积矩相关系数，以及相位序列的皮尔逊积矩相关系数；
[0007]分别对幅值序列的皮尔逊积矩相关系数，和相位序列的皮尔逊积矩相关系数，进行算术平均值计算，得到幅值相关系数算术平均值和相位相关系数算术平均值；
[0008]将幅值相关系数算术平均值和相位相关系数算术平均值相乘，得到这两个测试通道的幅
‑
相综合相关系数r
Fψ
；
[0009]根据幅
‑
相综合相关系数r
Fψ
的大小，判断这两个测试通道的弯矩标识是否准确。
[0010]具体的，对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行谐波分析，得到幅值序列和相位序列，包括：
[0011]对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行直升机旋翼主轴4个测量通道的前 k阶谐波分量的幅值和相位的n个整周期的数据序列。
[0012]具体的，直升机旋翼主轴4个测量通道为与直升机旋翼主轴两个平行截面内互相正交的两个方向，即截面ⅠN方向、截面ⅠP方向、截面ⅡN方向和截面ⅡP方向，对应的4个测量通道。
[0013]具体的，对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行直升机旋翼主轴4个测量通道的前k阶谐波分量的幅值和相位的n个整周期的数据序列的计算过程如下：
[0014]根据旋翼转速信号，截取数据序列谐波的旋翼旋转一周的采样点数N、及每个点的时域实测幅值Fj、每个点j的相对方位角Ψj，其中，N为对fc/Ω得到的商取整，fc为主轴弯矩数据信号的采样频率；
[0015]对每个采样点N进行余弦的离散傅立叶变换，得到谐波的余弦分量Fic；以及正弦的离散傅立叶变换，得到谐波的正弦分量Fis，i为谐波分量阶数；
[0016]根据所述余弦分量Fic和正弦分量Fis，分别计算旋转一周内第i阶谐波量的幅值Fi及其相位角Ψi。
[0017]具体的，分别计算任意两个测试通道的一阶谐波分量的幅值序列的皮尔逊积矩相关系数，以及相位序列的皮尔逊积矩相关系数,具体包括：
[0018]构建主轴任意两个测试通道的等间距的离散幅值数据F
bi
，以及主轴任意两个测试通道的等间距的离散相位数据Ψ
bi
；
[0019]采用皮尔逊积矩相关系数计算方法，分别对离散幅值数据F
bi
和离散相位数据Ψ
bi
，计算得到任意两个测量通道的一阶谐波分量的幅值序列的皮尔逊积矩相关系数r
F1bi
，和相位序列的皮尔逊积矩相关系数r
Ψ1bi
。
[0020]具体的，所述幅
‑
相综合相关系数r
Fψ
为一个无量纲量，幅值范围在[
‑
1,1] 之间。
[0021]具体的，根据幅
‑
相综合相关系数r
Fψ
的大小，判断这两个测试通道的弯矩标识是否准确，具体包括：
[0022]如果两个测试通道的幅
‑
相综合相关系数r
Fψ
满足：0.81≤r
Fψ
≤1.0，则这两个测试通道是不同截面的相同方向的测试通道。
[0023]具体的，所述k大于等于4。
[0024]综上所述，本专利技术提供的一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法，具有以下优点：利用直升机旋翼主轴弯矩不同测量通道数据各阶谐波幅值与相位的相关性，简单、直接、精确与智能地完成主轴弯矩标识的识别。
附图说明
[0025]图1为本申请提供的一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法示意图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提出了一种基于大子样的多阶谐波幅
‑
相综合相关的主轴弯矩标识识别方法，应用于直升机主轴弯矩测量标识真伪甄别，确保主轴弯矩测量数据的有效性和准确性，利用某型直升机主桨轴弯矩飞行实测数据完成该方法验证。该方法为主轴弯矩测量标识真伪甄别提供了一种高效、可靠的新手段和新选择，可以解决现有识别方法的局限性，提高主轴弯矩测量标识真伪的识别精度。该方法可以推广应用于类似旋转结构件平行截面正交方向弯矩、直升机桨叶展向不同截面摆振与挥舞弯矩测量通道标识真伪的智能识别。
[0027]本申请提供的一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法应用于直升机旋翼主轴弯矩测量。如图1所示，直升机旋翼主轴弯矩测量是通过测量两个平行截面内互相正交的两个方向的弯矩实现的，即截面
Ⅰ‑Ⅰ
的N方向(ⅠN测量通道)、截面
Ⅰ‑Ⅰ
的P方向(ⅠP测量通道)、截面
Ⅱ‑Ⅱ
的N方向(ⅡN 测量通道)和截面
Ⅱ‑Ⅱ
的P方向(ⅡP测量通道)，对应的4个测量通道。利用直升机科研试飞和定型试飞阶段测量的旋翼主轴截面弯矩原始数据，在数
据有效性的基础上，首先进行主轴4个测量通道原始数据的谐波分析，得到各个测量通道前6阶谐波分量的幅值和相位的n个整周期的数据序列。其次，对任意两个测试通道的某一阶谐波分量的幅值序列进行皮尔逊积矩系数计算，得到这两个测试通道的某一阶谐波分量的幅值的皮尔逊积矩相关系数。再次，对上述两个测试通道前k阶谐波分量的幅值相关系数进行算术平均值计算，得到这两个测试通道的幅值相关系数算术平均值。最后，同样地流程和方法，可以计算得到这两个测试通道的相位相关系数算术平均值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机主轴弯矩标识的幅
‑
相综合相关识别方法，其特征在于，所述方法包括：测量直升机的旋翼主轴截面弯矩原始数据，对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行谐波分析，得到幅值序列和相位序列；分别计算任意两个测试通道的一阶谐波分量的幅值序列的皮尔逊积矩相关系数，以及相位序列的皮尔逊积矩相关系数；分别对幅值序列的皮尔逊积矩相关系数，和相位序列的皮尔逊积矩相关系数，进行算术平均值计算，得到幅值相关系数算术平均值和相位相关系数算术平均值；将幅值相关系数算术平均值和相位相关系数算术平均值相乘，得到这两个测试通道的幅
‑
相综合相关系数r
Fψ
；根据幅
‑
相综合相关系数r
Fψ
的大小，判断这两个测试通道的弯矩标识是否准确。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行谐波分析，得到幅值序列和相位序列，包括：对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行直升机旋翼主轴4个测量通道的前k阶谐波分量的幅值和相位的n个整周期的数据序列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，直升机旋翼主轴4个测量通道为与直升机旋翼主轴两个平行截面内互相正交的两个方向，即截面ⅠN方向、截面ⅠP方向、截面ⅡN方向和截面ⅡP方向，对应的4个测量通道。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述旋翼主轴截面弯矩原始数据进行直升机旋翼主轴4个测量通道的前k阶谐波分量的幅值和相位的n个整周期的数据序列的计算过程如下：根据旋翼转速信号，截取数据序列谐波的旋翼旋转一周的采样点数N、及每个点的时域实测幅值Fj、每个点j的相对方位角Ψj，其中，N为对fc/Ω得到的商取整，fc为主轴弯矩数据信号的采样频率；对每个采...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌根，王文涛，查建平，李明强，范学伟，刘忠超，陈浩，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：