一种电子扫描阀测压系统故障自动诊断检查方法
【技术领域】
[0001] 本发明属航空航天工业空气动力学风洞试验技术领域，涉及一种电子扫描阀测压 系统故障自动诊断检查的方法。
【背景技术】
[0002] 测压试验是风洞试验中基本的试验方法之一，目的是为飞行器结构强度计算分 析、流动特性分析和气动设计提供依据，是研究飞行器气动特性、获得气动载荷的重要手 段。电子扫描阀测压系统是一套可实现多点压力采集及处理的系统，具有测点多、扫描速度 快、测量精准度高等突出优点，因此被广泛应用于风洞测压试验。
[0003] 电子扫描阀测压系统主要由监控管理计算机、系统处理器、采集传输单元、压力校 准单元、测压模块、电缆、光缆及气路等组成。电子扫描阀测压系统组成原理图见图1。
[0004] 监控管理计算机是操作者与电子扫描阀测压系统之间的接口，负责监控、管理、控 制电子扫描阀测压系统工作；系统处理器是电子扫描阀测压系统的中央处理器，负责接收 来自监控管理计算机的指令并协调指挥系统中的其它工作单元完成校准、采集、计算等任 务;采集传输单元：负责扫描采集电子扫描阀测压系统中的压力传感器信号并通过光缆将 采集数据回传给系统处理器;压力校准单元为实时校准测压模块提供高精准度的标准压 力;测压模块是电子扫描阀测压系统中的核心设备，主要由16~64套压力传感器、温度传感 器、气路切换阀体、多路选择开关及集成电路等高度集成于一体，完成16~64点压力的测 量;电缆、光缆负责系统中各单元之间信息、数据的传送;气路主要负责标准压力、测量压力 等的传导。
[0005] 在电子扫描阀测压系统的设计中，受测压模块体积的限制，测压模块内部采用体 积小、灵敏度高，具有短期稳定性，线性度略差的压力传感器。因此在系统的总体设计上采 取了如下技术措施：电子扫描阀测压系统采用实时校准技术，弥补稳定性问题;压力传感器 校准采用3阶多项式拟合，克服线性度差的问题，所以其工作系数由零次项C0、一次项C1、二 次项C2、三次项C3四项系数组成;采用数字温度补偿技术，补偿高度集成后温度变化大而引 起的误差。
[0006] 也正是因为电子扫描阀测压系统的上述设计，使该系统存在如下问题:实时校准 得到的当前工作系数随温度波动较大，难以作为当前传感器工作状态优劣的判断依据；电 子扫描阀测压系统实时校准和测试检查使用的是同一标准源和气路，所以故障无法通过测 试检查充分暴露;风洞测压试验中通常测点多、测压模块、测压气路等被封闭在模型内腔， 因此对测压系统故障的诊断和准确定位比较困难。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了实现对电子扫描阀测压系统进行快速的、智能化的诊断检 查，及时发现并定位测压系统中设备的故障。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
[0009] -种电子扫描阀测压系统故障自动诊断检查的方法，包括以下步骤：
[0010] A:收集电子扫描阀测压系统中所有测压模块的序列号及对应的出厂工作系数，建 立测压模块的特征数据库，测压模块的个数记为m;
[0011] B:试验时，根据试验需求构建调试当前在用的电子扫描阀测压系统，进行实时校 准，得到当前在用系统中测压模块的当前工作系数，当前在用测压模块的个数记为n，n<m; [00 12] C:依次读取在用测压模块」_〇 = ^·η)的当前工作系数，逐个与特征数据库中的测 压模块Κ? = 1···πι)的工作系数进行辨识，当辨识成功时，将i模块的序列号sni赋值给j模块 的序列号snj;
[0013] D:再依次读取在用测压模块j(j = l"_n)的序列号snj、一次项工作系数Cljp和故障 标志位GjP，同时读取特征数据库中相同序列号模块的一次项工作系数进行逐点诊断，并根 据诊断结果修改填写故障标志位；
[0014] E:根据诊断结果自动生成当前电子扫描阀测压系统诊断报告。
[0015] 在上述技术方案中，所述步骤A中的测压模块序列号为测压模块唯一编号，所述测 压模块的出厂工作系数是测压模块出厂检定时所有压力传感器的工作系数。每一个测压模 块具有若干个压力传感器，每一个压力传感器又具有〇)、(：1、02工3四项工作系数，所以测压 模块的出厂工作系数和当前工作系数均为相同格式的4Xq的数据矩阵，其中，q为测压模块 中压力传感器的个数。
[0016] 在上述技术方案中，步骤A中所述的测压模块特征数据库是由本系统所有可用测 压模块的出厂工作系数、序列号、量程等数据建立的数据库，为测压模块的辨识和诊断提供 基准数据。
[0017] 在上述技术方案中，步骤B中所述的在用测压模块的当前工作系数，是测压模块通 过当前在用的电子扫描阀测压系统实时校准生成的工作系数。
[0018] 在上述技术方案中，步骤C中所述的辨识方法为:假如j模块与i模块相应位置压力 传感器的一次项工作系数存在连续8个点的相干系数大于0.99时，则辨识成功，即当前系统 中的j模块与特征数据库中的i模块为同一模块，否则，辨识失败。
[0019] 在上述技术方案中，步骤D中所述的故障标志位GjP的定义如下：
[0020] 当(^ = 0时，表示j模块p点正常；
[0021]当(^ =卜_9时，表示j模块p点误差超差；
[0022]当6」Ρ = 10···99时，表示j模块p点系数异常；
[0023]当Gjp = 100"_999时，表示j模块p点不可用；
[0024] 当Gjp 2 9999时，表示j模块不可用。
[0025] 电子扫描阀测压系统初始化时，先预置全部测点的GjP为0;人工标注坏点时，置GJP =1〇〇;电子扫描阀测压系统初始化后可进行最多9次的系统诊断检查。
[0026] 在上述技术方案中，步骤D中所述的对当前系统中的j模块进行逐点诊断的方法 为:读取j模块当前的一次项工作系数和特征数据库中的出厂一次项工作系数，再计算出j 模块一次项工作系数的平均值、所允许的最大值、最小值、当前一次项系数的整体变化率和 每个传感器一次项工作系数的不同步变化率，然后按照诊断判断方法进行诊断检查，并根 据诊断判断结果填写修改故障标志位G JP。
[0027] 在上述技术方案中，步骤D中所述诊断判断方法为：
[0028] (4)当测压模块传感器的一次项系数的整体变化率超过该模块传感器一次项系数 平均值的1.5 %时，判定为模块故障，将该模块的所有故障标志位GjP置9999;
[0029] (5)当测压模块中某传感器的一次项系数越出最小值和最大值所限定的区间时， 则该传感器工作异常，将该点故障标志位(^加10;
[0030] (6)当测压模块中某传感器的一次项系数的非同步变化率的绝对值超过0.08% 时，则该传感器的误差超差，将该点故障标志位Gj P加1。
[0031] 从上述本发明的各项技术特征可以看出，其优点是：
[0032] 采用本方法，实现了对电子扫描阀测压系统的自动识别和智能诊断，特别是能对 全封闭测压模块的快速定位和故障诊断，提高了测压试验的质量效率。
【附图说明】
[0033] 本发明通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0034] 图1是电子扫描阀测压系统组成原理图；
[0035] 图2电子扫描阀测压系统自动诊断检查框图；
[0036] 图3是本发明所述测压模块辨识流程图；
[0037] 图4是本发明所述测压模块逐点诊断流程图；
[0038] 图5是本发明所述自动生成诊断报告流程图。
【具体实施方式】
[0039] 下面通过具体实施实例对本发明做进一步的说明。
[0040] 假如某风洞总共有64点的测压模块32块，某项试验，模型上测压点总数为630点， 所以该项试验需要构建最少具有10块测压模块的在用测压系统。
[0041] 电子扫描阀测压系统自动诊断检查方法，包括下列步骤：
[0042] a.收集电子扫描阀测压系统中所有32个测压模块的序列号、出厂工作系数、量程 等，建立由32个测压模块的出厂参数等所组成的特征数据库，m = 32;
[0043] b.根据试验630点的测压需求，从32个测压模块中选出10个测压模块，构建当前在 用的具有640点测压能力的电子扫描阀测压系统，实时校准，得到当前在用系统中10个测压 模块的当前工作系数，η = 10