【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞机机电系统领域，涉及基于大数据的泵类机电部件故障预测与健康管理开发系统。
技术介绍
1、视情维修是避免过维修和欠维修、提高战机服役时间的有效手段。随着各种大型复杂系统性能的不断提高以及复杂性的不断增加，系统的测试性、故障诊断以及维修保障等问题越来越受到人们的重视。视情维修要求对系统的故障可进行预测并具有对系统的健康状态进行管理的能力，由此产生了故障预测与健康管理的概念。
2、目前在故障预测与健康管理试验验证能力方面，国内还没有成熟的能覆盖泵类机电部件建模、半实物仿真、泵类机电部件数据采集、泵类机电部件数据管理、泵类机电部件故障预测与健康管理模型开发、与机电子系统实物交互的综合性故障预测与健康管理平台。
技术实现思路
1、本专利技术的目的：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于大数据的泵类机电部件故障预测与健康管理开发系统及方法，具备泵类机电部件仿真功能、泵类机电部件数据采集功能、数据库管理功能、信号处理模型开发功能、状态监测模型开发功能、故障诊断模型开发功能、寿命预测模型开发功能、决策支持模型开发功能、具备与机电子系统实物交联的接口。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种基于大数据的泵类机电部件故障预测与健康管理开发系统，包括：工作台、仿真数采机柜、以及配套的信号网络；
4、工作台包括：主控单元和故障预测与健康管理模型开发单元；仿真数采机柜包括：泵类机电部件仿真单元、数据采集单元、数据库单元；p>
5、泵类机电部件仿真单元计算并输出泵类机电部件物理特性参数，为整个系统提供信号激励；采集单元采集并传递泵类机电部件物理特性参数数据；数据库单元存储和管理数据、知识和案例；故障预测与健康管理模型开发单元进行数据训练，实现对泵类机电部件健康状态的检测、诊断和预测分析，并生成相应的信号处理模型、状态监测模型、故障诊断模型、寿命预测模型、决策支持模型。
6、进一步的，泵类机电部件仿真单元和数据采集单元之间设置仿真机连接线板。
7、进一步的，泵类机电部件仿真单元具有16路20ma/128v电流/电压信号输出接口、6路±10v加速度信号输出接口、16路400khz/48vdc频率信号输出接口、18路电阻信号输出接口、8路(1-7)vrms/(0.4-10)khz lvdt信号输出接口、8路6v500ma电磁阀电流信号输出接口、64路数字离散量输入输出接口，具备温度、压力、流量、加速度、频率、lvdt、电磁阀电流、离散量等信号仿真输出功能，接口具有可扩展性。
8、进一步的，泵类机电部件仿真单元内部加载泵类机电部件仿真模型，用于仿真输出液压泵正常状态、柱塞球头松动故障状态、配流盘偏磨故障状态、泄漏故障状态、轴承损伤故障状态、调压机构卡涩故障状态、斜盘不对中故障状态的振动、温度、压力、流量、转速数据；还用于仿真输出燃油泵正常状态、渗漏故障状态、叶片损伤故障状态、扩散管损伤故障状态、刮蹭故障状态、轴承损伤故障状态的振动、温度、压力、转速数据；
9、其中，仿真模型能够使用试验数据进行修正，支持加载其它机电子系统设备matlab仿真模型。
10、进一步的，数据采集单元具有64路±10v可编程电压信号采集接口、16路脉冲计数器接口、8路50ks/s同步采样模拟输入接口、16路热电偶信号采集接口、16路±20ma电流信号采集接口、6路±30v/102.4ks/s加速度信号采集接口、16路pt100/pt1000信号采集接口，接口具有可扩展性。
11、进一步的，数据采集单元内部加载专用数据采集软件，采集振动、压力、流量、温度、转速、加速度数据，可以进行滤波、降噪、平均化等时域信号处理和频谱分析等频域数据处理。
12、进一步的，主控单元内部加载专用主控软件，进行用户管理、基本设置管理、系统校准、传感器管理、试验任务管理、历史数据回放、数据库管理、数据采集控制及监控。
13、进一步的，数据库单元存储维修信息、产品信息、产品仿真数据、试验数据、真实运行数据、典型故障数据，存储容量96tb。
14、进一步的，故障预测与健康管理模型开发单元(5)在商用suresense软件的基础上进行二次开发，增加了从sql server数据库中直接读取数据的功能，开发了oem单元调用程序，从而可以在其它通用硬件平台上运行训练好的故障预测与健康管理模型，实现在线故障诊断与寿命预测。
15、本专利技术的优点：
16、1、本专利技术在国内首次研制了综合性泵类机电部件故障预测与健康管理平台，具有泵类机电部件建模功能、半实物仿真功能、泵类机电部件数据采集功能、泵类机电部件数据管理功能、泵类机电部件故障预测与健康管理模型开发功能、与机电子系统实物交互功能，建立了一套全功能泵类机电部件故障预测与健康管理模型开发环境，大大提高了泵类机电部件故障预测与健康管理模型开发能力、泵类机电部件数据管理能力、故障预测与健康管理试验验证能力。
17、2、本专利技术提出了一种基于大数据的泵类机电部件故障预测与健康管理开发技术方案，可以满足获取故障原始数据、提取数据时域和频域特征、建立故障数据模型、故障诊断、剩余寿命预测等需求，可以用于支持泵类机电部件视情维修。
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1.基于大数据的泵类机电部件故障预测与健康管理开发系统，其特征在于，包括：工作台、仿真数采机柜、以及配套的信号网络；
2.根据权利要求1所述的开发系统，其特征在于，泵类机电部件仿真单元(1)和数据采集单元(2)之间设置仿真机连接线板。
3.根据权利要求1所述的开发系统，其特征在于，泵类机电部件仿真单元(1)具有16路20mA/128V电流/电压信号输出接口、6路±10V加速度信号输出接口、16路400kHz/48VDC频率信号输出接口、18路电阻信号输出接口、8路(1-7)vrms/(0.4-10)kHz LVDT信号输出接口、8路6V500mA电磁阀电流信号输出接口、64路数字离散量输入输出接口，具备温度、压力、流量、加速度、频率、LVDT、电磁阀电流、离散量等信号仿真输出功能，接口具有可扩展性。
4.根据权利要求2所述的开发系统，其特征在于，泵类机电部件仿真单元(1)内部加载泵类机电部件仿真模型，用于仿真输出液压泵正常状态、柱塞球头松动故障状态、配流盘偏磨故障状态、泄漏故障状态、轴承损伤故障状态、调压机构卡涩故障状态、斜盘不对中故障状态的振
5.根据权利要求1所述的开发系统，其特征在于，数据采集单元(2)具有64路±10V可编程电压信号采集接口、16路脉冲计数器接口、8路50kS/s同步采样模拟输入接口、16路热电偶信号采集接口、16路±20mA电流信号采集接口、6路±30V/102.4kS/s加速度信号采集接口、16路PT100/PT1000信号采集接口，接口具有可扩展性。
6.根据权利要求5所述的开发系统，其特征在于，数据采集单元(2)内部加载专用数据采集软件，采集振动、压力、流量、温度、转速、加速度数据，可以进行滤波、降噪、平均化等时域信号处理和频谱分析等频域数据处理。
7.根据权利要求1所述的管理开发系统，其特征在于，主控单元(3)内部加载专用主控软件，进行用户管理、基本设置管理、系统校准、传感器管理、试验任务管理、历史数据回放、数据库管理、数据采集控制及监控。
8.根据权利要求1所述的开发系统，其特征在于，数据库单元(4)存储维修信息、产品信息、产品仿真数据、试验数据、真实运行数据、典型故障数据，存储容量96TB。
9.根据权利要求1所述的开发系统，其特征在于，故障预测与健康管理模型开发单元(5)在商用SureSense软件的基础上进行二次开发，增加了从SQL Server数据库中直接读取数据的功能，开发了OEM单元调用程序，从而可以在其它通用硬件平台上运行训练好的故障预测与健康管理模型，实现在线故障诊断与寿命预测。
...【技术特征摘要】
1.基于大数据的泵类机电部件故障预测与健康管理开发系统，其特征在于，包括：工作台、仿真数采机柜、以及配套的信号网络；
2.根据权利要求1所述的开发系统，其特征在于，泵类机电部件仿真单元(1)和数据采集单元(2)之间设置仿真机连接线板。
3.根据权利要求1所述的开发系统，其特征在于，泵类机电部件仿真单元(1)具有16路20ma/128v电流/电压信号输出接口、6路±10v加速度信号输出接口、16路400khz/48vdc频率信号输出接口、18路电阻信号输出接口、8路(1-7)vrms/(0.4-10)khz lvdt信号输出接口、8路6v500ma电磁阀电流信号输出接口、64路数字离散量输入输出接口，具备温度、压力、流量、加速度、频率、lvdt、电磁阀电流、离散量等信号仿真输出功能，接口具有可扩展性。
4.根据权利要求2所述的开发系统，其特征在于，泵类机电部件仿真单元(1)内部加载泵类机电部件仿真模型，用于仿真输出液压泵正常状态、柱塞球头松动故障状态、配流盘偏磨故障状态、泄漏故障状态、轴承损伤故障状态、调压机构卡涩故障状态、斜盘不对中故障状态的振动、温度、压力、流量、转速数据；还用于仿真输出燃油泵正常状态、渗漏故障状态、叶片损伤故障状态、扩散管损伤故障状态、刮蹭故障状态、轴承损伤故障状态的振动、温度、压力、转速数据；
5.根据权利要求1所述的开发系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈爽，李小明，孙栋，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：
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