[发明专利]信号模拟装置、方法和发动机振动监视系统、测试方法

说明书

本公开提出一种信号模拟装置、方法和发动机振动监视系统、测试方法，涉及航空发动机技术领域。本公开的一种信号模拟装置，包括：数据获取模块，被配置为获取目标参数和原始波形数据；波形调节模块，被配置为调节原始波形数据，获取第一波形数据；数模转换模块，被配置为将第一波形数据转换为模拟信号，获取第二波形数据；同步控制模块，被配置为控制数模转换模块同时处理振动和转速波形数据；电荷转换模块，被配置为将第二振动波形数据转换为电荷信号形式的第三振动波形数据；输出模块，被配置为输出第二转速波形数据和第三振动波形数据。这样的装置能够通过模拟的方式生成机振动监视系统的测试数据，从而提高灵活度和测试的全面性。

技术领域

本公开涉及航空发动机技术领域，特别是一种信号模拟装置、方法和发动机振动监视系统、测试方法。

背景技术

风扇不平衡是涡扇航空发动机研制和运营过程中的常见问题，其不平衡量的大小直接影响风扇转子的振动水平，如果振动超限则会对发动机的安全造成影响。因此，需要对涡扇航空发动机的风扇进行配平，以保证风扇转子的振动水平在限制范围内。

相关技术中，航空发动机采用EVM(Engine Vibration Monitor，发动机振动监测)或EMU(Engine Monitoring Unit，发动机监测装置)等发动机振动监视装置在飞行过程中对不同转速下的发动机振动情况进行实时监控，采用内置算法解析风扇转子的基频振动幅值和相位，然后采用影响系数法等算法给出建议的配平计算结果。

航空发动机上多采用压电式加速度传感器和磁电式转速传感器分别测量发动机振动和转速，其中风扇转子转速传感器所测量到的低齿/高齿信号可以用以标识风扇转子的相位。

发明内容

发明人发现，相关技术中对于发动机振动监视装置的测试过程往往需要转子试验台等试验装置，限制了测试的灵活度和效率。

本公开的一个目的在于提高发动机振动监视装置测试的灵活度。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种信号模拟装置，包括：数据获取模块，被配置为获取目标参数和原始波形数据，其中，目标参数包括目标幅值、目标相角和目标转速，原始波形数据包括振动原始波形数据和转速原始波形数据；波形调节模块，被配置为根据来自数据获取模块的目标幅值、目标相角，调节原始波形数据，获取第一波形数据，其中，第一波形数据包括第一振动波形数据和第一转速波形数据；数模转换模块，被配置为接收来自波形调节模块的第一波形，根据目标转速将第一波形数据转换为模拟信号，获取第二波形数据，其中，第二波形数据包括第二振动波形数据和第二转速波形数据；同步控制模块，被配置为控制数模转换模块同时执行将第一振动波形数据转换为第二振动波形数据，和将第一转速波形数据转换为第二转速波形数据；电荷转换模块，被配置为将第二振动波形数据转换为电荷信号形式的第三振动波形数据；输出模块，被配置为输出第二转速波形数据和第三振动波形数据，以便作为发动机振动监视装置的测试数据。

在一些实施例中，信号模拟装置还包括：低通滤波模块，被配置为接收来自数模转换模块的第二波形数据，通过低通滤波消除频率高于预定频率的谐波信号，将滤波后的第二振动波形数据发送给电荷转换模块，将滤波后的第二转速波形数据发送给输出模块。

在一些实施例中，数据获取模块被配置为：从存储器提取原始波形数据；获取来自上位机或通过控制面输入的目标参数。

在一些实施例中，波形调节模块包括：幅值控制单元，被配置为根据目标幅值调节原始波形数据的幅值；相角控制单元，被配置为根据目标相角从调节幅值后的第一波形数据中提取振动波形数据和转速波形数据的相位差，获取第一波形数据。

在一些实施例中，电荷转换模块包括将电压形式的波形信号转换为电荷信号的串联电容。