直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法和装置，该方法包括：获取直升机上的待监测的动部件处的传感器提供的持续预设时长的振动数据；对所述振动数据进行降噪处理；计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标；根据各状态指标，利用k

【技术实现步骤摘要】
直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法和装置


[0001]本专利技术属于直升机健康监测与故障诊断
，涉及一种直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法和装置。

技术介绍

[0002]现代维修体系由周期维修、视情维修向基于状态维修(CBM)发展。判断状态指标是否超限(即是否超出阈值)是CBM的关键环节。
[0003]目前，直升机动部件的阈值都是基于动部件的尺寸参数确定的固定值。而对于直升机而言，不同的使用阶段，动部件的状态指标阈值会动态变化。根据固定的阈值来判断直升机动部件是否有故障，往往会不准确。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法和装置，解决直升机动部件的健康监测指标难以确定动态阈值以判定动部件故障与否的问题。
[0005]本专利技术第一方面提供一种直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法，包括：
[0006]获取直升机上的待监测的动部件处的传感器提供的持续预设时长的振动数据；
[0007]对所述振动数据进行降噪处理；
[0008]计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标；
[0009]根据各状态指标，利用kσ准则确定各状态指标各自对应的动态阈值，动态阈值用于评判所述待监测的动部件的健康状态。
[0010]可选的，所述振动数据包括正常状态和故障状态下的振动数据；所述计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标，包括：
[0011]根据降噪处理后的正常状态和故障状态下的振动数据，计算正常状态和故障状态下的状态指标；
[0012]所述直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法还包括：
[0013]采用ROC曲线和/或贝叶斯推理，根据正常状态和故障状态下的状态指标计算参考阈值、真正率TPR和负正率FPR；
[0014]在真正率TPR和负正率FPR的取值均在预设范围内，但参考阈值与动态阈值的误差大于预设误差范围时，调整kσ准则的k取值，重新计算动态阈值，直至动态阈值与参考阈值的误差不大于预设误差范围。
[0015]可选的，在所述待监测的动部件为齿轮时；所述状态指标包括：均方根状态指标、残余信号均方根状态指标、信号峭度状态指标、残余信号峭度状态指标、平均边带指数状态指标和差分信号M6A状态指标。
[0016]可选的，所述对所述振动数据进行降噪处理，包括：
[0017]对所述振动数据进行时域同步平均处理。
[0018]本专利技术第二方面还提供一种直升机状态指标阈值的获取装置，包括：
[0019]振动数据获取模块，用于获取直升机上的待监测的动部件处的传感器提供的持续预设时长的振动数据；
[0020]降噪模块，用于对所述振动数据进行降噪处理；
[0021]状态指标计算模块，用于计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标；
[0022]动态阈值计算模块，用于根据各状态指标，利用kσ准则确定各状态指标各自对应的动态阈值，动态阈值用于评判所述待监测的动部件的健康状态。
[0023]可选的，所述振动数据包括正常状态和故障状态下的振动数据；所述状态指标计算模块具体用于，根据降噪处理后的正常状态和故障状态下的振动数据，计算正常状态和故障状态下的状态指标；
[0024]所述直升机动部件的状态指标动态阈值的获取装置还包括：
[0025]参考阈值计算模块，用于采用ROC曲线和/或贝叶斯推理，根据正常状态和裂纹故障状态下的状态指标计算参考阈值、真正率TPR和负正率FPR；
[0026]动态阈值计算模块还用于，在真正率TPR和负正率FPR的取值均在预设范围内，但参考阈值与动态阈值的误差大于预设误差范围时，调整kσ准则的k 取值，重新计算动态阈值，直至动态阈值与参考阈值的误差不大于预设误差范围。
[0027]可选的，在所述待监测的动部件为齿轮时；所述状态指标包括：均方根状态指标、残余信号均方根状态指标、信号峭度状态指标、残余信号峭度状态指标、平均边带指数状态指标和差分信号M6A状态指标。
[0028]可选的，所述降噪模块具体用于，对所述振动数据进行时域同步平均处理。
[0029]本专利技术提供一种直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法和装置，该方法包括：获取直升机上的待监测的动部件处的传感器提供的持续预设时长的振动数据；对所述振动数据进行降噪处理；计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标；根据各状态指标，利用kσ准则确定各状态指标各自对应的动态阈值，动态阈值用于评判所述待监测的动部件的健康状态。能通过计算齿轮状态指标的动态阈值反映齿轮的真实健康状态，并且由于该动态阈值方法在只有正常状态下的数值就能获取阈值，该方法也能很好的应用到型号的健康与使用监测系统中。
附图说明
[0030]图1是本专利技术提供的直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法的流程示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术提供的直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法进行详细说明。
[0032]图1是本专利技术提供的直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法的流程示意图，参照图1，本专利技术提供的直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法，包括：
[0033]S1、获取直升机上的待监测的动部件处的传感器提供的持续预设时长的振动数据；
[0034]S2、对所述振动数据进行降噪处理；
[0035]S3、计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标；
[0036]S4、根据各状态指标，利用kσ准则确定各状态指标各自对应的动态阈值，动态阈值用于评判所述待监测的动部件的健康状态。
[0037]本专利技术提供一种齿轮状态指标阈值的计算方法，首先通过时域同步平均预处理方法，去除环境噪声影响；其次计算不同特征参数的状态指标；再次利用 kσ准则确定动态阈值，计算如下：动态阈值＝m+kσ(m为平均值，σ为标准差)，根据齿轮的故障程度，k一般取3、5、7，本专利技术以下实施例以k为3的情况进行说明；可选的，最后还可通过故障种子试验利用ROC曲线或贝叶斯推理确定动态阈值，计算真正率(TPR)和负正率(FPR)，验证kσ准则计算动态阈值的有效性。
[0038]本专利技术提供的齿轮状态指标动态阈值计算方法，能通过计算齿轮状态指标的动态阈值反映齿轮的真实健康状态。
[0039]示例性的，选用健康状态的主动锥齿轮和植入故障的从动锥齿轮，用于得到故障状态相关数据。首先，负载为0r/min，转速依次从600r/min、1200r/min、 1800r/min、2400r/min、3000r/min、3450r/min开始提升，每阶段运行约1min；至额定转速3450r/min时，负载依次从0、25％、50％、75％、100％开始提升，每阶段运行约1小时，每个植入故障的试验件运行约5小时，植入了3个故障试验件共运行约15小时；
[0040]选用健康状态的主动锥齿轮和从动锥齿轮，用于得到长时磨损试验数据。首先，负载为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机动部件的状态指标动态阈值的获取方法，其特征在于，包括：获取直升机上的待监测的动部件处的传感器提供的持续预设时长的振动数据；对所述振动数据进行降噪处理；计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标；根据各状态指标，利用kσ准则确定各状态指标各自对应的动态阈值，动态阈值用于评判所述待监测的动部件的健康状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振动数据包括正常状态和故障状态下的振动数据；所述计算降噪处理后的振动数据的至少一个状态指标，包括：根据降噪处理后的正常状态和故障状态下的振动数据，计算正常状态和裂纹故障状态下的状态指标；所述方法还包括：采用ROC曲线和/或贝叶斯推理，根据正常状态和裂纹故障状态下的状态指标计算参考阈值、真正率TPR和负正率FPR；在真正率TPR和负正率FPR的取值均在预设范围内，但参考阈值与动态阈值的误差大于预设误差范围时，调整kσ准则的k取值，重新计算动态阈值，直至动态阈值与参考阈值的误差不大于预设误差范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述待监测的动部件为齿轮时；所述状态指标包括：均方根状态指标、残余信号均方根状态指标、信号峭度状态指标、残余信号峭度状态指标、平均边带指数状态指标和差分信号M6A状态指标。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述振动数据进行降噪处理，包括：对所述振动数据进行时域同步平均处理。5.一种直升机状态指标阈值的获取装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊天旸，袁志文，胡坚，张先辉，李新民，金小强，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：