一种基于状态信息的天线故障监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于状态信息的天线故障监测方法，本方法主要在于通过硬件平台、软件平台以及内置算法设计搭建天线健康管理平台实现对天线驱动关键部件和附属设备状态的实时监控，通过监测实时了解设备的运行状况，并能通过对监测数据的分析对设备的故障进行诊断。本方法充分利用阵地装备规模优势，实现“定时定程预防性维修”到“基于状态的视情维修”的模式转变，基于状态确定维修时机、维修范围、维修程度、维修周期等技术要求，优化维修保障健康管理应用模式。障健康管理应用模式。障健康管理应用模式。

【技术实现步骤摘要】
一种基于状态信息的天线故障监测方法


[0001]本专利技术涉及天线状态检测领域中故障诊断问题，可以有效地提高天线稳定运行率，为任务运行提供支援保障。

技术介绍

[0002]天线越来越多，值班员无法同时兼顾多个天线的运行状态，用户需要一个可以同时监控所有天线运行状态的集成系统；值班员无法做到24小时时刻在岗，用户需要一个可以24小时监控天线从而实现无人值守的自主系统；值班员绝大部分都对天线缺乏深入了解，在天线运行出现故障的时候不知道如何解决，用户需要一个在天线运行出现故障时候能够实时给出解决方案的诊断系统；天线到了一定使用年限却正常工作是否真的需要中修或者大修，维修的时候需要维修哪些部分，用户需要一个能够记住天线长期运行状态并且做出维修建议的性能评估方法。
[0003]天线健康管理属于一个新的发展方向。国内很多公司都在这两年上架了类似的产品，但是这些系统都只是停留在数据采集、存储和显示层面，没有更深入一步挖掘，更没有针对天线的故障诊断和性能评估功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于搭建天线健康管理平台实现对天线驱动关键部件和附属设备状态的实时监控，通过监测实时了解设备的运行状况，并能通过对监测数据的分析对设备的故障进行诊断。天线健康管理是多学科、多信号融合的综合系统，内容涉及结构动力学、机械、信号处理、信息通信、传感技术、计算机技术，也是一种通过掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部运行情况，及早发现故障及其原因，并提前预报可能发生的故障技术。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于状态信息的天线故障监测方法，包括以下步骤：
[0007](1)通过数据特征提取对天线系统各传感器上报的数据进行分析处理，提取有用数据特征信息；
[0008](2)通过天线系统健康监测评估算法对提取后的数据进行实时监测，综合评估判断天线健康状态；
[0009](3)天线健康状态异常时，通过天线故障推理诊断，对故障进行诊断定位，指导用户完成故障排查，最终实现天线运维保障辅助决策。
[0010]其中，步骤(2)具体包括以下步骤：
[0011](201)对天线各项监测指标进行故障阈值、告警阈值以及标准值设定；
[0012](202)按照天线部件和设备的重要程度进行权重划分，将馈源部分、高频舱和电机划分为A类，中心体、方位俯仰舱和齿轮箱划分为B类，基座划分为C类，外部环境划分为D类，并分别对A、B、C、D类中各部位进行权重值设定；
[0013](203)获取天线对应部位监测指标实时数据特征，并通过预先设定的指标阈值，进行对应监测指标的分值评估；其中监测指标实时数据距离标准值越大，健康状态越差且分值越低，超出故障阈值时，对应分值为零；
[0014](204)将天线各部位的监测指标分值与所属类别中对应的权重值加权，获取天线各部位的分值；
[0015](205)将天线各部位的分值进行加权，获取天线系统整体分值，并根据分值对天线系统状态进行健康评估。
[0016]其中，步骤(3)具体包括以下步骤：
[0017](301)根据专家经验，预先建立知识库和故障模型库；
[0018](302)在天线系统发生故障时，提取故障状态、故障现象和故障数据，并进行滤波、幅度检测、频谱提取和数据融合分析，进而提取、归类、合并和整理故障特征和故障现象；
[0019](303)通过预先建立的知识库和故障模型库对故障特征和故障现象进行匹配定位，生成故障诊断报告和维修建议报告，指导用户完成故障排查，最终实现天线运维保障辅助决策。
[0020]本专利技术与
技术介绍
相比有如下优点：
[0021]1.在状态检测和状态评估的基础上，引入信号故障特征参数提取技术、滤波、幅度检测、频谱提取和数据融合分析，实现对于各天线部位传感器参数的特征提取和故障数据筛选。
[0022]2.通过天线系统健康监测评估算法，引入层次分析法实现天线健康状态综合评估判断，并能够实时反映各天线部位的健康状态。
[0023]3.通过知识库和故障库模型建立，辅助用户完成故障排查定位，提高天线稳定运行效率，为任务运行提供支援保障。
附图说明
[0024]图1是本专利技术信号采集单元接口示意图。
[0025]图2是本专利技术数据采集硬件平台组成框图。
[0026]图3是本专利技术软件功能模块组成图。
[0027]图4是本专利技术天线健康诊断流程图。
[0028]图5是本专利技术天线系统层次分析结构图。
[0029]图6是本专利技术健康诊断流程图。
具体实施方式
[0030]一种基于状态信息的天线故障监测方法，本方法主要在于搭建天线健康管理平台实现对天线驱动关键部件和附属设备状态的实时监控，通过监测实时了解设备的运行状况，并能通过对监测数据的分析对设备的故障进行诊断，天线健康管理平台由传感器组、信息采集单元、健康管理服务器/客户端组成，主要完成对大规模天线系统设备状态、工作参数、工作环境、电机振动、地基沉降等参数的采集、监测、处理分析，实现自动故障告警、定位和诊断，系统健康评估，系统日志管理等功能。
[0031]天线健康管理平台可以独立工作，它的加入不影响各子系统其它设备的正常工
作，前端采集设备主要由传感器组(温湿度、振动、电压、电流、噪声、水浸等)组成，由信息采集单元与前端采集设备进行数据通信获取数据，并对数据进行处理形成上报健康管理平台的数据包。信息采集单元通过方位、俯仰、倾斜传感器组的数据采集，形成完备的天线系统状态信息。
[0032]具体包括以下内容：
[0033](一)数据采集硬件平台设计
[0034]数据采集硬件平台主要由信息采集单元及各类信号传感器组成，实现天线状态数据的采集及打包处理，通过网络将打包数据发送至软件平台进行解析处理。
[0035]如图1所示，信息采集单元可支持8路信号同时采集，完成各类信号传感器信号采集，支持RS485/422/232的接口集成。信息采集单元完成振动数据A/D转换，输出转换后的振动信号，完成各类信号传感器信号的采集处理，输出打包后的传感器数据。信号传感器主要包括电压电流传感器、感应开关、振动传感器、温湿度传感器、水平仪、视频摄像头、音频采集设备等设备。数据采集硬件平台组成如图2所示。
[0036](二)软件架构平台设计
[0037]软件功能模块组成如图3所示，后端服务以Java语言为主，基于SpringCloud+Maven+Git+MySQL完成整体功能的实现。为了方便数据库的管理，引入了MyBatis插件；为了满足数据的实时性要求，加入NoSQL数据库Redis作为MySQL的缓存层；为了方便日志管理，引入了SLF4J。
[0038]总体来说，后端服务以SpringCloud微服务为整体架构载体，通过Maven进行项目构建和依赖管理，采用MySQL进行数据采集和固化处理，并通过引入诸多具有完备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于状态信息的天线故障监测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过数据特征提取对天线系统各传感器上报的数据进行分析处理，提取有用数据特征信息；(2)通过天线系统健康监测评估算法对提取后的数据进行实时监测，综合评估判断天线健康状态；(3)天线健康状态异常时，通过天线故障推理诊断，对故障进行诊断定位，指导用户完成故障排查，最终实现天线运维保障辅助决策。2.根据权利要求1所述的基于状态信息的天线故障监测方法，其特征在于，步骤(2)具体包括以下步骤：(201)对天线各项监测指标进行故障阈值、告警阈值以及标准值设定；(202)按照天线部件和设备的重要程度进行权重划分，将馈源部分、高频舱和电机划分为A类，中心体、方位俯仰舱和齿轮箱划分为B类，基座划分为C类，外部环境划分为D类，并分别对A、B、C、D类中各部位进行权重值设定；(203)获取天线对应部位监测指标实时数据特征，并通过预先设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍克强，王京城，周昊天，李蒙，杨雷雷，段艳宾，李印涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：