【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于叶片振动计算，具体涉及基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法及相关系统。
技术介绍
1、在航空发动机中，由于工作环境的恶劣，叶片断裂情况时常发生，进而导致发动机结构故障，造成不可挽回的损失。有效地监测旋转叶片的振动情况是航空发动机安全和性能的重要保障。针对此问题，国内外学者进行了多项研究，其中叶片定时技术可以非接触式地对叶片振动进行实时在线监测，是一种前景广泛的叶片振动测量技术。
2、但是叶片振动的测量信号受叶顶传感器安装限制属于典型的欠采样信号，无论是deh系统建模、控制策略制定以及优化都要依赖deh试验中的测试数据，但是，在对叶片进行deh等其他相关试验的过程中，可能会存在信号主频率超过高速录波仪采样频率造成试验数据欠采样的情况。从而导致了计算精度的下降。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法及相关系统，操作更加简便快捷，提高了使用时的操作便捷性，降低了操作人员的劳动负担。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，包括以下步骤：
4、对叶片振动的数据进行采集，得到欠采样的叶片振动数据；
5、对欠采样的振动数据进行重构，并反算出叶片振动表达式；
6、对叶片振动表达式进行适应度计算，并得到最优适应度，并更新全局的适应度为当前适应度；
7、
8、本专利技术进一步的改进在于，对叶片振动的数据进行采集时，采用的采集系统中传感器为电涡流传感器，采集系统的主控模块为stm32h750，采集系统中的监测系统与主控模块之间使用网络接口进行连接，利用tcp/ip协议栈实现基于tcp自定义的网络通信。
9、本专利技术进一步的改进在于，对欠采样的振动数据进行重构的具体方法如下：
10、对该反算叶片振动信号作快速傅里叶变换得到阀门关闭信号的频谱，根据频谱反算出叶片振动表达式：
11、
12、其中，y(t)为采样信号，x(t)为原始信号，δ(t–nt)为脉冲函数，t为采样周期。
13、本专利技术进一步的改进在于，反算叶片振动信号的频谱在1000hz的频率下具有周期性延拓，信号具有1个主频率，频谱未混叠，采样信号经快速傅里叶变换得到的主频率为信号实际频率除以采样频率的余数；
14、对信号进行均值和归一化处理，根据采样得到的第1个主频率的信号幅值求得交流信号的初始相位，根据信号的初始相位和近似主频率对信号进行重构，将重构信号的模拟采样结果减去试验采样数据，得到一组差值时间序列。
15、本专利技术进一步的改进在于，周期性延拓的计算方法如下：
16、
17、ω0为数据的采样频率，ω为原始频率，j和x为常数，t为采样周期。
18、本专利技术进一步的改进在于，反算出叶片振动表达式后，采用预设的数据与重构数据进行不低，通过差值来衡量其重构效果。
19、第二方面，本专利技术提供基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动系统，包括：
20、采集模块，用于对叶片振动的数据进行采集，得到欠采样的叶片振动数据；
21、反算模块，用于对欠采样的振动数据进行重构，并反算出叶片振动表达式；
22、适应度获取模块，拥有对叶片振动表达式进行适应度计算，并得到最优适应度，并更新全局的适应度为当前适应度；
23、结合模块，用于将当前适应度与反算出的叶片振动表达式相结合，得到最终叶片振动数据。
24、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法的步骤。
25、第四方面，本专利技术提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法的步骤。
26、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
27、本专利技术通过对叶片振动数据进行欠采样，可以降低数据量，减轻数据存储和处理的负担，同时可能保留足够的信息用于后续分析。本专利技术通过对欠采样数据的重构和反算，有可能恢复原始数据的细节和精度，有助于减小信息丢失，提高对叶片振动的准确性。本专利技术使用适应度计算来评估叶片振动表达式的质量，从而确定其对实际数据的拟合程度。这有助于筛选出最优的叶片振动表达式，提高模型的精确性和可靠性。本分明通过更新全局适应度可以帮助跟踪整个优化过程中的性能变化。这有助于监控算法的收敛情况，确保在振动表达式适应度不断优化的过程中达到全局最优解。本专利技术将当前适应度与反算出的叶片振动表达式相结合，可以获得更综合的叶片振动数据。这有助于综合考虑模型拟合的质量和适应度的信息，提高最终结果的可信度。
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1.基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，对叶片振动的数据进行采集时，采用的采集系统中传感器为电涡流传感器，采集系统的主控模块为STM32H750，采集系统中的监测系统与主控模块之间使用网络接口进行连接，利用TCP/IP协议栈实现基于TCP自定义的网络通信。
3.根据权利要求1所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，对欠采样的振动数据进行重构的具体方法如下：
4.根据权利要求3所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，反算叶片振动信号的频谱在1000Hz的频率下具有周期性延拓，信号具有1个主频率，频谱未混叠，采样信号经快速傅里叶变换得到的主频率为信号实际频率除以采样频率的余数；
5.根据权利要求4所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，周期性延拓的计算方法如下：
6.根据权利要求1所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，反算
7.基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法的步骤。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，对叶片振动的数据进行采集时，采用的采集系统中传感器为电涡流传感器，采集系统的主控模块为stm32h750，采集系统中的监测系统与主控模块之间使用网络接口进行连接，利用tcp/ip协议栈实现基于tcp自定义的网络通信。
3.根据权利要求1所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，对欠采样的振动数据进行重构的具体方法如下：
4.根据权利要求3所述的基于欠采样问题考虑结构热的反算叶片振动方法，其特征在于，反算叶片振动信号的频谱在1000hz的频率下具有周期性延拓，信号具有1个主频率，频谱未混叠，采样信号经快速傅里叶变换得到的主频率为信号实际频率除以采样频率...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛祥，刘树鹏，姜广政，李琛，杨天行，李凯悦，马朋波，马东森，史本天，王铂，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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