[发明专利]一种大涵道比涡扇发动机机载振动信号处理方法

说明书

本发明公开一种大涵道比涡扇发动机机载振动信号处理方法，包括：步骤1，监测转速高齿信号，根据转速计算当前时刻的高齿信号周期；步骤2，在高齿信号周期，采集并标记所采集到的振动信号数据的点数，并标记该高齿信号周期内的振动信号；步骤3，根据A/D采样频率和频率分辨率，计算出所采集振动信号在高齿信号周期内三次样条插值所需振动点数，得到振动信号的采样点数序列；步骤4，通过低通滤波器对振动信号的采样点数序列滤去高频分量，滤波后得到振动信号的滤波点数序列；步骤5，对振动信号的滤波点数序列进行互相关处理，得到一个高齿信号周期内振动信号的幅值和相位。

技术领域

本发明涉及但不限于航空发动机振动监测技术领域，具体的说是一种大涵道比涡扇发动机机载振动信号处理方法。

背景技术

振动信号是反映发动机工作状态的重要信号之一，振动信号包含了系统大量的运行状态信息。

目前，振动信号处理是诊断航空发动机故障的一种有效方法，绝大多数结构强度方面的故障都与振动信号有密切的关系，因此，发动机振动监测是状态监控与故障诊断的一项重要内容。通过相关的传感器，可以采集到发动机的各种振动信号，通过对振动信号的振幅、振动烈度、相位等参数的实时检测，结合振动信号的固有特征，可实时监测发动机的运转情况，避免大事故发生给企业造成损失。因此，振动信号的频谱信息对发动机的动态特性和故障特性有着重要的意义，研究振动信号频率测量方法具有非常重要的工程意义。

然而，传统的振动信号频率测量方法通常是随机尽可能多的采集振动信号，然后采用FFT运算将信号转换到频域，求解出信号的频率。利用FFT对信号进行频谱分析时，分析精度主要取决于混叠效应、量化误差、频谱泄漏与栅栏效应，而随机采集振动信号方法是等时间间隔采样，截取的离散信号一般不满足整周期条件，从而就会产生较大误差，存在的谱泄漏和栅栏效应，影响振动分析精度。

发明内容

本发明实施例的目的为：本发明实施例提供一种大涵道比涡扇发动机机载振动信号处理方法，以解决现有振动信号处理方式中，由于随机采集振动信号的方式是等时间间隔采样，截取的离散信号一般不满足整周期条件，从而就会产生较大误差，存在的谱泄漏和栅栏效应，影响振动分析精度。

本发明实施例的技术方案为：针对目前方法存在的问题，本发明实施例提供了一种大涵道比涡扇发动机机载振动信号处理方法，包括：

步骤1，监测转速高齿信号，根据转速计算当前时刻的高齿信号周期；

步骤2，在高齿信号周期，采集并标记所采集到的振动信号数据的点数，并将该高齿信号周期内的振动信号记为V_k(n)；

步骤3，根据A/D采样频率和频率分辨率，计算出所述步骤2所采集振动信号在高齿信号周期T_k内三次样条插值所需振动点数，得到振动信号的采样点数序列x(n)；

步骤4，通过低通滤波器对振动信号的采样点数序列滤去高频分量，滤波后得到振动信号的滤波点数序列x’(n)；

步骤5，对振动信号的滤波点数序列x’(n)进行互相关处理，得到一个高齿信号周期内振动信号的幅值和相位。

可选地，如上所述的大涵道比涡扇发动机机载振动信号处理方法中，所述步骤1中计算当前时刻高齿信号的周期T_k为：

T_k＝t_k-t_k-1；

其中，t_k为转速高齿的第k个上升沿对应的时刻，k＝1,2,...,n，表示上升沿的序号。