[发明专利]一种基于故障数据的航天传动机构分析方法

权利要求书

1.一种基于故障数据的航天传动机构分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：采集数据，采集航空发动机内外转子的转速，产生两个键相信号分别触发对应振点测点采样；

S2：数据存储，在线监测时，设置的数据库分为配置数据库和机组数据库，每个传动机构对应一个机组数据库，配置数据库存储相关配置信息；

S3：监测分析，对传动机构的振动信号进行全面监测分析，分为实时监测和历史查询两种模式，分析结果能够显示在监测主机屏幕上；

S4：故障诊断，包括a,检测分析数据特征提取；b,建立数据库；c，对新数据集进行分层；d,得出新数据故障诊断结果；a，检测分析数据特征提取，在原始的数据处理时候首先进行数据分段，然后再对每一段数据进行特征体提取，选取时域、频域和时频域数据特征；b,建立数据库，根据传动系统的转速和故障严重程度将数据特征信号分层，对每一层利用聚类算法找出每一层的聚类中心，得出较少的故障类型集合，在对每一小类进行分类器训练，就可以提取比较好的分类和训练结果；c，对新数据集进行分层，对于新的数据集首先通过聚类计算出其每一簇数据的中心，然后再与b中建立的数据库的每一层聚类中心求取欧氏距离，再把新的数据集的每个聚类中心的距离相加；距离和最小的归为一类，对新数据实现分层；d，得出新数据故障诊断结果，c中的数据到了某一层后用b的方法判断其属于更小的集合一直到最底层，再将已经训练好的分类器进行故障诊断，判断故障结果；

S5：故障管理，得出诊断结果之后，故障类型分为整机故障和零件故障，给出每个故障的原因和解决措施，并根据故障类型给出相应的维修建议；

故障数据采集后，将数据签名后存储至IPFS，IPFS会返回存储的数据索引哈希，之后将该索引哈希用系统公钥加密后存储到区块链上，IPFS可对大量数据进行去中心化的分布存储，在本系统中接收来自实训平台中心服务器的数据处理模块的数据，并存储在IPFS的节点上，后去接收应用层的数据调用；航空传动机构的状态分为3类：正常、异常、报警；所有测点没有报警指标超过报警阈值的传动系统为正常；某一报警指标超过报警阈值为异常；报警：当系统某指标超过报警阈值时，系统能够发出报警信号，当系统恢复正常时，报警信号解除。

2.根据权利要求1所述一种基于故障数据的航天传动机构分析方法，其特征在于，步骤S1中，航空传动机构的转速范围很宽，且对实时性要求很高，所以在高转速情况下采用测频法测量并采集数据，达到较高的测量精度；在低转速的情况下采用测周期法测量并采集数据；振动信号采集采用同整周期采样，同步整周期采用键相触发的采样方式，以给定的转速倍频和周期采样。

3.根据权利要求1所述一种基于故障数据的航天传动机构分析方法，其特征在于，步骤S2中，机组数据库将采集的数据分为实时数据、当前数据、历史数据和异常数据四类，分别存储。

4.根据权利要求1所述一种基于故障数据的航天传动机构分析方法，其特征在于，步骤S3中，监测数据分析包括主检测图分析、时域波形分析、振动棒图分析、参数总表分析、趋势分析、频域分析、启停分析、时频分析、轴心轨迹分析。

5.根据权利要求1所述一种基于故障数据的航天传动机构分析方法，其特征在于，在步骤S4中，数据特征信号的提取，对机械设备构造损伤影响较大的因素时低频荷载幅值的大小即出现的次数，在传动系统运行过程中，多发故障发生时或即将发生时将会引起动态信号的表现出非平稳，将其作为判断设备是否存在故障的特征数据进行提取。

6.根据权利要求1所述一种基于故障数据的航天传动机构分析方法，其特征在于，在步骤S5中，故障管理包括故障报警指示模块。