一种直升机传动系统的振动信号分离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110940517A(43)申请公布日2020.03.31(21)申请号201910963096.4(22)申请日2019.10.11(71)申请人中国直升机设计研究所地址333001江西省景德镇市航空路6-8号(72)发明人金小强张先辉熊天旸李新民孙伟陈垚锋陈焕刘正江(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人杜永保(51)Int.Cl.G01M13/028(2019.01)G01M13/021(2019.01)B64F5/60(2017.01)权利要求书3页说明书9页附图5页(54)发明名称一种直升机传动系统的振动信号分离方法(57)摘要本发明实施例提供一种直升机传动系统的振动信号分离方法，传动系统包括齿圈，多个行星轮，振动传感器，转速传感器，方法包括：根据振动传感器和转速传感器的安装位置，获取传动系统中行星轮系的位置信息；对齿圈的齿轮啮合时序进行分析，得到振动传感器与行星轮的啮合顺序；对振动数据进行数据点的采样，并对行星轮架的每个转动周期内的数据点进行重采样；对重采样得到的振动数据的数据点进行数据提取，得到四维组合集；对四维组合集进行振动分离向量重构，得到齿圈的振动特征信号。本发明实施例可以从复杂的行星传动机构的振动信号中，针对多个振动传感器采集的数据，提取出完整的齿圈振动信号，为行星传动机构的齿圈故障诊断奠定基础。CN110940517ACN110940517A权利要求书1/3页1.一种直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述传动系统包括齿圈，设置于所述齿圈内、且与所述齿圈啮合转动的多个行星轮，用于支撑所述行星轮的行星轮架，设置于所述齿圈周围的至少一个振动传感器，以及设置于齿圈周围、用于测量行星轮架转动的转速传感器，所述振动信号分离方法包括：根据所述振动传感器和所述转速传感器的安装位置，获取所述传动系统中行星轮系的位置信息，所述行星轮系的位置信息包括每个振动传感器的位置信息和每个行星轮的位置信息；根据所述行星轮系的位置信息，对所述齿圈的齿轮啮合时序进行分析，得到每个振动传感器与每个行星轮的啮合顺序；在所述传动系统的传动过程中对振动数据进行数据点的采样，并对所述行星轮架的每个转动周期内的数据点进行重采样，所述振动数据为行星轮与振动传感器对齐时的振动信号；对重采样得到的振动数据的数据点进行数据提取，通过提取出每个行星轮与每个振动传感器对齐时对应的振动数据得到四维组合集，所述四维组合集包括振动传感器编号，行星轮编号，行星架循环编号，以及振动数据；对所述四维组合集进行振动分离向量重构，得到所述齿圈的振动特征信号，所述齿圈的振动特征信号包括每个行星轮与每个振动传感器对齐时的振动信号。2.根据权利要求1所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述每个振动传感器的位置信息为：所述每个行星轮的位置信息为：其中，所述为转速传感器与第j个振动传感器的夹角，所述为转速传感器与第i个行星轮的夹角。3.根据权利要求2所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述根据所述行星轮系的位置信息，对所述齿圈的齿轮啮合时序进行分析，得到每个振动传感器与每个行星轮的啮合顺序，包括：根据所述行星轮系的位置信息，获取每个行星轮与每个传感器的分离角矩阵为：其中，所述D中的其中一个分离角为：所述为第i个行星轮从初始位置转动到第j个振动传感器时，行星轮架的转动角度；根据所述分离角度矩阵，获取每个振动传感器与每个行星轮的啮合顺序。4.根据权利要求3所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述对所2CN110940517A权利要求书2/3页述行星轮架的每个转动周期内的数据点进行重采样，包括：对所述行星轮架的每个转动周期内的数据点进行重采样，使得所述行星轮架在每次循环周期中采集的数据点数相同，重采样的数据点数为：其中，Nr为所述齿圈的轮齿数量，也为行星轮架在每次循环周期中行星轮与齿圈的啮合周期，所述NTP为齿圈的每个轮齿对应的数据点数。5.根据权利要求4所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，对重采样得到的振动信号数据点进行数据提取，通过提取出每个行星轮与每个振动传感器对齐时对应的振动信号得到四维组合集，包括：确定数据点的提取位置，并根据所述提取位置得到振动数据的提取长度；对每个振动传感器编号，每个行星轮编号和每个行星架循环编号的组合，对应一个振动数据，得到所述四维组合集，所述振动数据的长度为根据所述提取长度提取的。6.根据权利要求5所述的直升机传动系统的振动信号分离方法，其特征在于，所述确定数据点的提取位置，并根据所述提取位置得到振动数据的提取长度，包括：所述提取位置为所采集的数据点的提取索引：其中，所述Δθc为重采样得到的两个相