[发明专利]基于CUSUM-RHD的火炮反后坐装置状态评估方法

说明书

本发明公开的基于CUSUM‑RHD的火炮反后坐装置状态评估方法，属于火炮反后坐装置状态评估技术领域。本发明实现方法为：分析提取故障特征数据信号；对故障特征数据进行归一化处理，进而消除量纲间的影响；通过构建相对豪斯多夫距离求取模型求解火炮相邻两次射击间的豪斯多夫距离；通过构建累积和相对豪斯多夫距离求取模型求解累积和相对豪斯多夫距离，并将累积和相对豪斯多夫距离定义为用于评估火炮反后坐装置状态的健康因子；最后根据所述健康因子指标对火炮反后坐装置完成状态评估。本发明所述的状态评估方法有着良好的评估精度、鲁棒性和抗干扰能力。本发明还具有在无需获取全寿命周期数据的情况下仍能对火炮反后坐装置状态评估的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于CUSUM-RHD的火炮反后坐装置状态评估方法，属于火炮反后坐装置状态评估技术领域。

背景技术

火炮作为地面武器装备，在作战连续性、使用简易性和成本低廉性等方面具有显著优势，因此在各军种仍广泛使用，具有广阔的军事应用市场。火炮结构复杂，由反后坐装置、供输弹、炮管等多个部件构成，其中反后坐装置被称为火炮的“心脏”，它是控制火炮射击与运动的关键部件。反后坐装置所处工况复杂多变，在火炮各部件中属于高频发故障部件，若未及时监测并处置反后坐装置故障，则会严重影响炮弹的射击精度，降低火炮整体作战性能。因此，开展火炮反后坐装置状态评估工作具有重要的军事意义。

装备的状态评估通常包括收集装备信号、提取特征信号数据、数据预处理、构建健康因子及监测评估等步骤。众多学者以旋转机械中的轴承为例开展了大量的装备状态评估工作，轴承数据具有全寿命周期易获取特点，提取轴承信号特征后，常采用最大最小归一化方法对数据进行预处理，然后多以欧式距离、马氏距离等传统的距离度量指标构建健康因子，通过健康因子的大小进而对轴承作出状态评估。然而，由于真实的军事环境限制，反后坐装置难以获取全寿命周期数据，因此常用的最大最小归一化数据处理方法无法适应于火炮反后坐装置的数据处理方面；此外，火炮反后坐装置属于往复式机械，与旋转机械不同的是反后坐装置需要基于多个特征量构建健康因子，因此传统的欧式距离、马氏距离指标也无法用于火炮反后坐装置的健康因子构建工作中。而且，目前对火炮反后坐装置的状态评估工作鲜有。

发明内容

为解决火炮反后坐装置特征信号的数据难以预处理问题及难以构建健康因子问题。本发明的主要目的是提供一种基于CUSUM-RHD的火炮反后坐装置状态评估方法，通过获取反后坐装置的速度-时间信号数据、位移-时间信号数据，分析提取确定故障特征数据信号；对故障特征数据进行归一化处理，进而消除量纲间的影响；通过构建相对豪斯多夫距离求取模型求解火炮相邻两次射击间的豪斯多夫距离；在此基础上通过构建累积和相对豪斯多夫距离求取模型求解累积和相对豪斯多夫距离，并累积和相对豪斯多夫距离定义为用于评估火炮反后坐装置状态的健康因子最后构建健康因子指标，根据所述健康因子指标对火炮反后坐装置的状态评估，提高火炮反后坐装置状态评估精度、鲁棒性和抗干扰能力。本发明还具有在无需获取全寿命周期数据的情况下仍能够对火炮反后坐装置状态进行评估的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的基于CUSUM-RHD的火炮反后坐装置状态评估方法，包括以下步骤：

步骤1：确定火炮反后坐装置的故障特征信号。

获取火炮反后坐装置不同故障状态下的速度-时间曲线、位移-时间曲线图，取速度-时间曲线的拐点(最大后坐位移Xmax)，位移时间曲线图的拐点(最大后坐速度Vmax、最大复进速度Umax)和端点(复进到位速度Uend)共计四个特征值表征火炮反后坐装置故障状态。