【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机检测，具体涉及基于声振协同的航空发动机机载健康的监测方法及装置。
技术介绍
1、航空发动机的安全性和可靠性对飞行安全和任务执行至关重要。由于发动机的复杂结构和恶劣工作环境(如高温、高压等)，容易出现各种故障，如转子与静子的碰磨、转子叶片的断裂、齿轮的磨损等，导致发动机无法可靠运行。现有技术中针对航空发动机的机载健康监测方法主要使用单一的振动信号进行故障特征提取，然而航空发动机中叶片、齿轮等部位发生故障时产生的高频信号仅通过单一的振动信号无法提取，导致无法全面的检测发动机各个部件。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于声振协同的航空发动机机载健康的监测方法，以解决如何提高航空发动机健康检测中监测范围全面性的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于声振协同的航空发动机机载健康的监测方法，方法包括：获取声压传感器以及振动传感器分别采集的噪声信号以及振动信号，所述声压传感器以及振动传感器基于预设选用原则和预设布置原则确定；基于预设算法对所述噪声信号和振动信号分别进行分解处理，对应得到至少一个噪声信号频率分量和至少一个振动信号频率分量；分别提取所述噪声信号频率分量和振动信号频率分量对应的幅值，得到待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值；将待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值分别与预设发动机健康基准中的标准噪声幅值范围以及标准振动幅值范围进行比对分析，得到发动机状态监测结果。
3、本专利技术实施例通过按照预设选用原则和预设布置
4、在一种可选的实施方式中，所述预设选用原则，包括：选用发动机短舱的实际环境温度落入声压传感器的固定温度区间，且频响不低于预设声压频率的声压传感器；选用发动机的实际工作温度落入振动传感器的固定温度区间，频响不低于预设振动频率且类型为压电加速度传感器的振动传感器。
5、通过选用与发动机短舱实际环境温度和工作温度相匹配的声压传感器以及振动传感器，保证传感器在发动机温度环境下正常运行，选择声压传感器和振动传感器的频响不低于预设声压频率和预设振动频率，并选取压电加速度传感器作为振动传感器，能够耐高温，更加有利于传感器捕捉预设频率内的信号，从而提高信号采集的有效性。
6、在一种可选的实施方式中，所述预设布置原则，包括：将至少两个声压传感器布置于待监测航空发动机短舱内，与待监测航空发动机机匣的距离小于预设距离的位置；基于转子-支撑-机匣结构的动力学仿真模型分析待监测航空发动机机匣每一个附件的各个位置上的振动响应程度，选取各个位置上振动响应程度最高的位置作为一个附件上的预设测点位置；将所述振动传感器布置于至少一个附件上的预设测点位置。
7、通过在待监测航空发动机短舱内布置至少两个声压传感器，并设置在发动机机匣附近的合理位置，能够保证覆盖更广的监测范围，而分析待监测航空发动机机匣和附件的动力学仿真模型，选取振动响应程度较高的附件位置作为预设测点，将振动传感器布置在预设测点位置上，能够方便振动传感器捕捉到相对更明显的振动信号来源，从而提高信号采集的准确性。
8、在一种可选的实施方式中，所述获取声压传感器以及振动传感器分别采集的噪声信号以及振动信号，包括：获取声压传感器基于实际采样率不低于预设噪声采样率、实际测量声压不高于预设噪声测量声压所采集的噪声信号；获取振动传感器基于实际采样率不低于预设振动采样率、实际测量振动加速度值不高于预设测量振动加速度所采集的振动信号。
9、通过设置实际采样率不低于预设的采样率，可以确保准确地捕捉到噪声信号和振动信号中的重要频率组成成分，避免发生频率混叠，提高信号采样的准确性，同时限制实际测量的声压和振动加速度值不超过预设的测量范围，可以避免信号过载和饱和，从而有效的防止信号失真。
10、在一种可选的实施方式中，所述基于预设算法对所述噪声信号和振动信号分别进行分解处理，对应得到至少一个噪声信号频率分量和至少一个振动信号频率分量，包括：对所述噪声信号进行经典模态分解，得到噪声信号频率落入预设低频区间的至少一个噪声信号频率分量；对所述振动信号进行经典模态分解，得到振动信号频率落入预设高频区间的至少一个振动信号频率分量。
11、通过基于预设算法对噪声信号和振动信号进行分解处理，并得到频率分量，能够提取信号中的重要频率成分，重要频率成分与发动机的部件关联，因此能够有利于准确地识别部件的异常状况，从而增强健康监测效果。
12、在一种可选的实施方式中，所述将待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值分别与预设发动机健康基准中的标准噪声幅值范围以及标准振动幅值范围进行比对分析，得到发动机状态监测结果的步骤之前，还包括：获取航空发动机机试车的历史试验数据；基于三倍标准差原理对所述历史试验数据进行统计分析，建立预设发动机健康基准；其中，所述预设发动机健康基准包括至少一项标准噪声幅值范围以及至少一项标准振动幅值范围。
13、通过对历史试验数据进行统计分析，获得航空发动机在正常运行状态下的噪声幅值范围和振动幅值范围，这样可以建立理想的发动机健康基准，作为后续发动机健康状态监测提供数据基础。
14、在一种可选的实施方式中，所述将待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值分别与预设发动机健康基准中的标准噪声幅值范围以及标准振动幅值范围进行比对分析，得到发动机状态监测结果，包括：将待监测航空发动机的噪声幅值以及待监测航空发动机的振动幅值与预设发动机健康基准中的标准噪声幅值范围以及标准振动幅值范围进行比对分析；若至少一个噪声幅值超出标准噪声幅值范围，或者至少一个振动幅值超出标准振动幅值范围，则待监测航空发动机的监测结果为故障状态；若所有噪声幅值未超出标准噪声幅值范围，且所有振动幅值未超出标准振动幅值范围，则待监测航空发动机的监测结果为健康状态。
15、通过将待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值与预设发动机健康基准中的标准范围进行比对分析，提高发动机状态评估的准确性，针对航空发动机部件进行全面有效监测，从多项噪声数据以及振动数据进行协同对比分析，有助于后续实施有效的发动机健康管理。
16、第二方面，本专利技术提供了一种基于声振协同的航空发动机机载健康的监测装置，所述装置包括：
17、信号采集模块，用于获取声压传感器以及振动传感器分别采集的噪声信号以及振动信号，所述声压传感器以及振动传感器基于预设选用原则和预设布置原则确定；
18、信号分解模块，用于基于预设算法对所述噪声信号和振动信号分别进行分解处理，对应得到至少一个噪声信号频率分量和至少一个振动信号频率分量；
19、幅值提取模块，用于分别提取所述噪声信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于声振协同的航空发动机机载健康的监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设选用原则，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设布置原则，包括：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述获取声压传感器以及振动传感器分别采集的噪声信号以及振动信号，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于预设算法对所述噪声信号和振动信号分别进行分解处理，对应得到至少一个噪声信号频率分量和至少一个振动信号频率分量，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值分别与预设发动机健康基准中的标准噪声幅值范围以及标准振动幅值范围进行比对分析，得到发动机状态监测结果的步骤之前，还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值分别与预设发动机健康基准中的标准噪声幅值范围以及标准振动幅值范围进行比对分析，得到发动机状态监测结果，包括：
8.一种
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的基于声振协同的航空发动机机载健康的监测的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声振协同的航空发动机机载健康的监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设选用原则，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设布置原则，包括：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述获取声压传感器以及振动传感器分别采集的噪声信号以及振动信号，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于预设算法对所述噪声信号和振动信号分别进行分解处理，对应得到至少一个噪声信号频率分量和至少一个振动信号频率分量，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待监测航空发动机的噪声幅值和振动幅值分别与预设发动...
【专利技术属性】
技术研发人员：包幼林，王丽芳，刘渊，宋房全，周秀清，丁斌，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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