[发明专利]一种电磁阀开关状态判定方法及装置

说明书

本发明提供一种电磁阀开关状态判定方法及装置，通过检测电磁阀闭合时产生的微弱冲击信号，结合非接触式漏磁测量，对电磁阀的开关状态进行判定；当检测并提取到冲击信号，且漏磁数字信号高于阈值，此时判定电磁阀开关处于闭合状态，当漏磁数字信号低于阈值，判定电磁阀开关状态处于打开状态；由此可见，本发明提出一种基于小波变换的冲击信号提取和漏磁测量相结合的方法，不仅克服了强噪声环境中振动信号检测困难，也解决了现有检测方法容易出现误判的问题，有利于提高航天器和工业设备中电磁阀控制的可靠性。

技术领域

本发明属于信号检测技术领域，尤其涉及一种电磁阀开关状态判定方法及装置。

背景技术

电磁阀是重要的控制部件，应用于各类航天飞行器以及多种工业设备中，电磁阀的可靠性及性能决定着发动机的成败与性能水平，其在多次启动的发动机中非常重要，特别是在姿控发动机中，正是由于采用了电磁阀，才实现了发动机的重复启动和脉冲工作，因此对电磁阀工作状态的检测十分关键，现阶段对电磁阀工作状态检测的方法有振动式检测、电流式检测和漏磁检测。这些方法虽然有工程上的应用，但是都存在一些不足，如传统的振动式检测，是通过振动传感器输出的振动信号的峰值来判断电磁阀状态，当两个电磁阀相距较近时候，其形成的振动易被相邻的振动传感器捕获，难以分辨，另外由于电磁阀处于的环境中常常伴随着强噪声干扰，微弱的振动信号常常被噪声淹没，容易造成电磁阀工作状态检测错误。电流式检测需要额外在控制回路中串入设备，但是当电磁阀发生卡死故障的时候，线圈还是存在电流，造成电磁阀工作状态的误判。漏磁检测通常采用非接触的磁路传感器，由于电磁阀的漏磁是由于线圈电流产生，因此漏磁检测和电流检测同样存在工作状态误判的情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种电磁阀开关状态判定方法及装置，不仅克服了强噪声环境中振动信号检测困难，也解决了现有检测方法容易出现误判的问题，有利于提高航天器和工业设备中电磁阀控制的可靠性。

一种电磁阀开关状态判定方法，包括以下步骤：

S1：采集电磁阀的漏磁模拟信号和振动模拟信号；

S2：将漏磁模拟信号和振动模拟信号分别转换为漏磁数字信号和振动数字信号；

S3：基于小波变换法从所述振动数字信号中提取冲击信号；

S4：根据所述冲击信号的峰值和漏磁数字信号是否同时大于预设阈值，来判断电磁阀是否闭合。

进一步地，所述冲击信号的提取方法为：

S31：选取Morlet小波作为小波变换的母小波，并对Morlet小波的中心频率和带宽进行优化，得到Morlet小波的最优中心频率f_oc和最优带宽f_ob；

S32：设定分析频率f的取值范围[f₁,f₂,…,f_m]，分析频率f从f₁取值到f_m，根据公式(1)生成m个尺度因子a_i，i＝1,2,…,m，且m至少为2；对于每一个尺度因子a_i，采用基于最优中心频率f_oc和最优带宽f_ob的Morlet小波对所述振动数字信号进行小波变换，得到m个小波系数；

其中，Δt为预设的采样时间间隔；

S33：计算每一个尺度因子对应的小波系数的峭度值K，将峭度值K大于预设阈值K_thrhd的尺度因子对应的小波系数作为待选小波系数；

S34：利用软阈值去噪法对所述待选小波系数进行去噪；

S35：对去噪后的小波系数进行逆小波变换，得到冲击信号。