【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航空及燃气轮机发动机专用传感信号检测领域，尤其涉及一种适用于发动机的流水型硬件相位解算方法以及解算系统。
技术介绍
1、航空发动机和燃气轮机数控系统中传感器按其用途大致可分为控制用和监视用两大类，都包含大量对位移和角度的测量和监测任务。控制类位置和角度传感器采集各重要控制参数，为数控系统按相应的控制规律和控制算法输出提供依据。正余弦旋转变压器是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。包含三个绕组，即一个转子绕组和两个定子绕组。转子绕组随马达旋转，定子绕组位置固定且两个定子互为90度角。这样，绕组形成了一个具有角度依赖系数的变压器。发动机统中常用的旋转变压器属于无刷旋转变压器，结构上包含三个绕组，即一个转子绕组和两个定子绕组。转子绕组随被测转轴旋转，定子绕组位置固定且两个定子互为90度角。这样，绕组形成了一个具有角度依赖系数的变压器。将施加在转子绕组上的正弦载波耦合至定子绕组，对定子绕组输出进行与转子绕组角度相关的幅度调制。通过解调两个信号可以获得马达的角度位置信息，首先要接收纯正弦波及余弦波，然后将其相除得到该角度的正切值，最终通过“反正切”函数求出角度值。
2、针对上述传感器的应用需求，对传感器进行高精度采集的测试方法和设备，相关技术中，存在一些传感器产品，具备较高的静态采集精度，可以作为计量检验的标准设备使用。
3、然而，相关技术中的传感器在航空发动机和燃气轮机机载端的恶劣环境下抗干扰能力仍存不足。此外的部分产品，除了抗干扰能力欠缺外，在精度性
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供了一种适用于发动机的流水型硬件相位解算方法以及解算系统，进一步提高了对于通过传感器获取相位及频率变化的准确率以及效率，该技术方案如下：
2、一方面，提供了一种适用于发动机的流水型硬件相位解算方法，其特征在于，方法应用于计算机设备中，方法包括：
3、获取n组传感器采样信号以及振动信号，每组传感器采样信号中包括一路转子绕组激励信号采样值和两路定子绕组旋变信号采样值，每组传感器采样信号与传感器设备中的一路采样信号线对应，振动信号为在传感器工作过程中振动产生的数据；
4、对转子绕组激励信号采样值以及定子绕组旋变信号采样值进行处理，并通过滤波器，得到第一定子绕组旋变信号相敏解调值以及第二定子绕组旋变信号相敏解调值，滤波器为以振动信号为调整参数构建的滤波器；
5、将第一定子绕组旋变信号相敏解调值以及第二定子绕组旋变信号相敏解调值输入坐标变换模型，输出得到与采样信号线对应的相位及频率检测结果；
6、对n组相位及频率检测结果进行汇总，得到与传感器设备对应的相位及频率检测结果。
7、在一个可选的实施例中，振动信号为与传感器对应的发动机中间机匣轴承或涡轮轴承运动产生的振动信号；
8、该方法还包括：
9、建立初始滤波器，初始滤波器携带有初始滤波器参数；
10、对振动信号进行频谱分析，得到振动频带数据；
11、基于振动频带数据对初始滤波器参数进行适应性调整，得到滤波器带宽数据以及滤波器参数；
12、基于滤波器带宽数据以及滤波器参数对初始滤波器进行调整，得到滤波器。
13、在一个可选的实施例中，滤波器实现为高阶有限长单位冲激响应（finiteimpulse response，fir）滤波器或无限脉冲响应数字infinite impulse response iir滤波器；
14、当滤波器实现为iir滤波器时，滤波器的滤波阶数不超过18阶。
15、在一个可选的实施例中，对转子绕组激励信号采样值以及定子绕组旋变信号采样值进行处理，包括：
16、对转子绕组激励信号采样值进行符号取值处理，得到转子绕组激励信号采样符号值；
17、将转子绕组激励信号采样符号值以及两路定子绕组旋变信号采样值两路定子绕组旋变信号采样值分别相乘，得到与两路电子绕组旋变信号采样值对应的处理中间值。
18、在一个可选的实施例中，坐标变换模型包括坐标变换模块、闭环模块以及数字积分模块；
19、将第一定子绕组旋变信号相敏解调值以及定子绕组旋变信号相敏解调值输入坐标变换模型，输出得到与采样信号线对应的相位及频率检测结果，包括：
20、将第一定子绕组旋变信号相敏解调值以及第二定子绕组旋变信号相敏解调值输入坐标变换模型的坐标变换模块；
21、通过坐标变换模块，对第一定子绕组旋变信号相敏解调值以及第二定子绕组旋变信号相敏值进行park变换；
22、将park变换后的第一定子绕组旋变信号相敏解调值以及第二定子绕组旋变信号相敏值依次通过闭环模块以及数字积分模块，输出得到与采样信号线对应的相位及频率检测结果，相位及频率检测结果实现为数值形式。
23、在一个可选的实施例中，对n组相位及频率检测结果进行汇总，得到与传感器设备对应的相位及频率检测结果，包括：
24、确定与传感器设备对应的输出值数量；
25、基于输出值数量以及输出值测量类型，对n组相位及频率检测结果进行合并及筛选，得到与传感器设备对应的相位及频率检测结果。
26、另一方面，提供了一种适用于发动机的流水型硬件相位解算系统，其特征在于，系统包括振动传感器、旋变传感器、信号采集单元以及信号处理单元，
27、振动传感器用于生成振动信号；
28、旋变传感器为n路传感器，用于生成n组传感器采样信号；
29、振动传感器以及旋变传感器分别与信号采集单元通信连接；
30、信号采集单元用于对振动传感器以及旋变传感器发送的信号进行初步处理；
31、信号采集单元与信号处理单元通信连接；
32、其中，信号处理单元用于执行如权利要求1至6任一的适用于发动机的流水型硬件相位解算方法。
33、在一个可选的实施例中，信号采集单元包括第一放大解调器、第二放大解调器以及ad采集电路；
34、第一放大解调器与振动传感器通信连接。
35、在一个可选的实施例中，振动传感器实现为加速度传感器。
36、在一个可选的实施例中，系统还包括主控计算机设备；
37、信号处理单元与主控计算机设备通信连接。
38、本申请至少包括如下有益效果：
39、在接收传感器采样信号的过程中，同步获取作为主要干扰源的振动信号，通过振动信号对于滤波器的处理，实现在对于传感器采样信号中对于振动干扰的抑制，并通过抑制干扰后的信号相敏解调值通过坐标变换处理，确定相位及频率检测结果，提高了对于通过传感器获取相位及频率变化的准确率以及效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适用于发动机的流水型硬件相位解算方法，其特征在于，所述方法应用于计算机设备中，所述方法包括：
2.根据要求1所述的方法，其特征在于，所述振动信号为与所述传感器对应的发动机中间机匣轴承或涡轮轴承运动产生的振动信号；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤波器实现为高阶有限长单位冲激响应FIR滤波器或无限脉冲响应数字IIR滤波器；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述转子绕组激励信号采样值以及定子绕组旋变信号采样值进行处理，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坐标变换模型包括坐标变换模块、闭环模块以及数字积分模块；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对n组所述相位及频率检测结果进行汇总，得到与所述传感器设备对应的相位及频率检测结果，包括：
7.一种适用于发动机的流水型硬件相位解算系统，其特征在于，所述系统包括振动传感器、旋变传感器、信号采集单元以及信号处理单元，
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述信号采集单元包括第一放大解调器
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述振动传感器实现为加速度传感器。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括主控计算机设备；
...【技术特征摘要】
1.一种适用于发动机的流水型硬件相位解算方法，其特征在于，所述方法应用于计算机设备中，所述方法包括：
2.根据要求1所述的方法，其特征在于，所述振动信号为与所述传感器对应的发动机中间机匣轴承或涡轮轴承运动产生的振动信号；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤波器实现为高阶有限长单位冲激响应fir滤波器或无限脉冲响应数字iir滤波器；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述转子绕组激励信号采样值以及定子绕组旋变信号采样值进行处理，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坐标变换模型包括坐标变换模块、闭环模块以及数...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆千里，丁力，温铁钝，谢琦，沈辉，王晨辉，
申请(专利权)人：中国航发控制系统研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。