一種電子掃描閥測壓系統(tǒng)故障自動診斷檢查方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬航空航天工業(yè)空氣動力學(xué)風(fēng)洞試驗技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電子掃描閥測壓 系統(tǒng)故障自動診斷檢查的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 測壓試驗是風(fēng)洞試驗中基本的試驗方法之一，目的是為飛行器結(jié)構(gòu)強度計算分 析、流動特性分析和氣動設(shè)計提供依據(jù)，是研究飛行器氣動特性、獲得氣動載荷的重要手 段。電子掃描閥測壓系統(tǒng)是一套可實現(xiàn)多點壓力采集及處理的系統(tǒng)，具有測點多、掃描速度 快、測量精準度高等突出優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于風(fēng)洞測壓試驗。
[0003] 電子掃描閥測壓系統(tǒng)主要由監(jiān)控管理計算機、系統(tǒng)處理器、采集傳輸單元、壓力校 準單元、測壓模塊、電纜、光纜及氣路等組成。電子掃描閥測壓系統(tǒng)組成原理圖見圖1。
[0004] 監(jiān)控管理計算機是操作者與電子掃描閥測壓系統(tǒng)之間的接口，負責(zé)監(jiān)控、管理、控 制電子掃描閥測壓系統(tǒng)工作；系統(tǒng)處理器是電子掃描閥測壓系統(tǒng)的中央處理器，負責(zé)接收 來自監(jiān)控管理計算機的指令并協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)中的其它工作單元完成校準、采集、計算等任 務(wù);采集傳輸單元：負責(zé)掃描采集電子掃描閥測壓系統(tǒng)中的壓力傳感器信號并通過光纜將 采集數(shù)據(jù)回傳給系統(tǒng)處理器;壓力校準單元為實時校準測壓模塊提供高精準度的標(biāo)準壓 力;測壓模塊是電子掃描閥測壓系統(tǒng)中的核心設(shè)備，主要由16~64套壓力傳感器、溫度傳感 器、氣路切換閥體、多路選擇開關(guān)及集成電路等高度集成于一體，完成16~64點壓力的測 量;電纜、光纜負責(zé)系統(tǒng)中各單元之間信息、數(shù)據(jù)的傳送;氣路主要負責(zé)標(biāo)準壓力、測量壓力 等的傳導(dǎo)。
[0005] 在電子掃描閥測壓系統(tǒng)的設(shè)計中，受測壓模塊體積的限制，測壓模塊內(nèi)部采用體 積小、靈敏度高，具有短期穩(wěn)定性，線性度略差的壓力傳感器。因此在系統(tǒng)的總體設(shè)計上采 取了如下技術(shù)措施：電子掃描閥測壓系統(tǒng)采用實時校準技術(shù)，彌補穩(wěn)定性問題;壓力傳感器 校準采用3階多項式擬合，克服線性度差的問題，所以其工作系數(shù)由零次項C0、一次項C1、二 次項C2、三次項C3四項系數(shù)組成;采用數(shù)字溫度補償技術(shù)，補償高度集成后溫度變化大而引 起的誤差。
[0006] 也正是因為電子掃描閥測壓系統(tǒng)的上述設(shè)計，使該系統(tǒng)存在如下問題:實時校準 得到的當(dāng)前工作系數(shù)隨溫度波動較大，難以作為當(dāng)前傳感器工作狀態(tài)優(yōu)劣的判斷依據(jù)；電 子掃描閥測壓系統(tǒng)實時校準和測試檢查使用的是同一標(biāo)準源和氣路，所以故障無法通過測 試檢查充分暴露;風(fēng)洞測壓試驗中通常測點多、測壓模塊、測壓氣路等被封閉在模型內(nèi)腔， 因此對測壓系統(tǒng)故障的診斷和準確定位比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)對電子掃描閥測壓系統(tǒng)進行快速的、智能化的診斷檢 查，及時發(fā)現(xiàn)并定位測壓系統(tǒng)中設(shè)備的故障。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的：
[0009] -種電子掃描閥測壓系統(tǒng)故障自動診斷檢查的方法，包括以下步驟：
[0010] A:收集電子掃描閥測壓系統(tǒng)中所有測壓模塊的序列號及對應(yīng)的出廠工作系數(shù)，建 立測壓模塊的特征數(shù)據(jù)庫，測壓模塊的個數(shù)記為m;
[0011] B:試驗時，根據(jù)試驗需求構(gòu)建調(diào)試當(dāng)前在用的電子掃描閥測壓系統(tǒng)，進行實時校 準，得到當(dāng)前在用系統(tǒng)中測壓模塊的當(dāng)前工作系數(shù)，當(dāng)前在用測壓模塊的個數(shù)記為n，n<m; [00 12] C:依次讀取在用測壓模塊」_〇 = ^·η)的當(dāng)前工作系數(shù)，逐個與特征數(shù)據(jù)庫中的測 壓模塊Κ? = 1···πι)的工作系數(shù)進行辨識，當(dāng)辨識成功時，將i模塊的序列號sni賦值給j模塊 的序列號snj;
[0013] D:再依次讀取在用測壓模塊j(j = l"_n)的序列號snj、一次項工作系數(shù)Cljp和故障 標(biāo)志位GjP，同時讀取特征數(shù)據(jù)庫中相同序列號模塊的一次項工作系數(shù)進行逐點診斷，并根 據(jù)診斷結(jié)果修改填寫故障標(biāo)志位；
[0014] E:根據(jù)診斷結(jié)果自動生成當(dāng)前電子掃描閥測壓系統(tǒng)診斷報告。
[0015] 在上述技術(shù)方案中，所述步驟A中的測壓模塊序列號為測壓模塊唯一編號，所述測 壓模塊的出廠工作系數(shù)是測壓模塊出廠檢定時所有壓力傳感器的工作系數(shù)。每一個測壓模 塊具有若干個壓力傳感器，每一個壓力傳感器又具有〇)、(：1、02工3四項工作系數(shù)，所以測壓 模塊的出廠工作系數(shù)和當(dāng)前工作系數(shù)均為相同格式的4Xq的數(shù)據(jù)矩陣，其中，q為測壓模塊 中壓力傳感器的個數(shù)。
[0016] 在上述技術(shù)方案中，步驟A中所述的測壓模塊特征數(shù)據(jù)庫是由本系統(tǒng)所有可用測 壓模塊的出廠工作系數(shù)、序列號、量程等數(shù)據(jù)建立的數(shù)據(jù)庫，為測壓模塊的辨識和診斷提供 基準數(shù)據(jù)。
[0017] 在上述技術(shù)方案中，步驟B中所述的在用測壓模塊的當(dāng)前工作系數(shù)，是測壓模塊通 過當(dāng)前在用的電子掃描閥測壓系統(tǒng)實時校準生成的工作系數(shù)。
[0018] 在上述技術(shù)方案中，步驟C中所述的辨識方法為:假如j模塊與i模塊相應(yīng)位置壓力 傳感器的一次項工作系數(shù)存在連續(xù)8個點的相干系數(shù)大于0.99時，則辨識成功，即當(dāng)前系統(tǒng) 中的j模塊與特征數(shù)據(jù)庫中的i模塊為同一模塊，否則，辨識失敗。
[0019] 在上述技術(shù)方案中，步驟D中所述的故障標(biāo)志位GjP的定義如下：
[0020] 當(dāng)(^ = 0時，表示j模塊p點正常；
[0021]當(dāng)(^ =卜_9時，表示j模塊p點誤差超差；
[0022]當(dāng)6」Ρ = 10···99時，表示j模塊p點系數(shù)異常；
[0023]當(dāng)Gjp = 100"_999時，表示j模塊p點不可用；
[0024] 當(dāng)Gjp 2 9999時，表示j模塊不可用。
[0025] 電子掃描閥測壓系統(tǒng)初始化時，先預(yù)置全部測點的GjP為0;人工標(biāo)注壞點時，置GJP =1〇〇;電子掃描閥測壓系統(tǒng)初始化后可進行最多9次的系統(tǒng)診斷檢查。
[0026] 在上述技術(shù)方案中，步驟D中所述的對當(dāng)前系統(tǒng)中的j模塊進行逐點診斷的方法 為:讀取j模塊當(dāng)前的一次項工作系數(shù)和特征數(shù)據(jù)庫中的出廠一次項工作系數(shù)，再計算出j 模塊一次項工作系數(shù)的平均值、所允許的最大值、最小值、當(dāng)前一次項系數(shù)的整體變化率和 每個傳感器一次項工作系數(shù)的不同步變化率，然后按照診斷判斷方法進行診斷檢查，并根 據(jù)診斷判斷結(jié)果填寫修改故障標(biāo)志位G JP。
[0027] 在上述技術(shù)方案中，步驟D中所述診斷判斷方法為：
[0028] (4)當(dāng)測壓模塊傳感器的一次項系數(shù)的整體變化率超過該模塊傳感器一次項系數(shù) 平均值的1.5 %時，判定為模塊故障，將該模塊的所有故障標(biāo)志位GjP置9999;
[0029] (5)當(dāng)測壓模塊中某傳感器的一次項系數(shù)越出最小值和最大值所限定的區(qū)間時， 則該傳感器工作異常，將該點故障標(biāo)志位(^加10;
[0030] (6)當(dāng)測壓模塊中某傳感器的一次項系數(shù)的非同步變化率的絕對值超過0.08% 時，則該傳感器的誤差超差，將該點故障標(biāo)志位Gj P加1。
[0031] 從上述本發(fā)明的各項技術(shù)特征可以看出，其優(yōu)點是：
[0032] 采用本方法，實現(xiàn)了對電子掃描閥測壓系統(tǒng)的自動識別和智能診斷，特別是能對 全封閉測壓模塊的快速定位和故障診斷，提高了測壓試驗的質(zhì)量效率。
【附圖說明】
[0033] 本發(fā)明通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
[0034] 圖1是電子掃描閥測壓系統(tǒng)組成原理圖；
[0035] 圖2電子掃描閥測壓系統(tǒng)自動診斷檢查框圖；
[0036] 圖3是本發(fā)明所述測壓模塊辨識流程圖；
[0037] 圖4是本發(fā)明所述測壓模塊逐點診斷流程圖；
[0038] 圖5是本發(fā)明所述自動生成診斷報告流程圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面通過具體實施實例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0040] 假如某風(fēng)洞總共有64點的測壓模塊32塊，某項試驗，模型上測壓點總數(shù)為630點， 所以該項試驗需要構(gòu)建最少具有10塊測壓模塊的在用測壓系統(tǒng)。
[0041] 電子掃描閥測壓系統(tǒng)自動診斷檢查方法，包括下列步驟：
[0042] a.收集電子掃描閥測壓系統(tǒng)中所有32個測壓模塊的序列號、出廠工作系數(shù)、量程 等，建立由32個測壓模塊的出廠參數(shù)等所組成的特征數(shù)據(jù)庫，m = 32;
[0043] b.根據(jù)試驗630點的測壓需求，從32個測壓模塊中選出10個測壓模塊，構(gòu)建當(dāng)前在 用的具有640點測壓能力的電子掃描閥測壓系統(tǒng)，實時校準，得到當(dāng)前在用系統(tǒng)中10個測壓 模塊的當(dāng)前工作系數(shù)，η = 10