一种倾转旋翼无人机测试信息分析方法

本发明涉及倾转旋翼飞行器领域，具体地说是一种倾转旋翼无人机测试信息分析方法。

背景技术：

1、动力链(旋翼系统、传动系统等)是飞行器的关键组成部分，其为飞行器提供动力并实现操控，动力链的性能直接决定了飞行器的性能和可靠性。而倾转旋翼无人机是一种具有直升机和飞机两种飞行模态的飞行器，比如授权公告号为cn107985583b的专利中就公开了一种倾转旋翼无人机，如图4所示，该种类型无人机的动力链通常包括动力电机、传动系统、传动轴、短舱(内设齿轮箱)、旋翼等部分，其中短舱可以通过倾转驱动组件驱动绕传动轴倾转，如专利cn112733276a的背景技术所述，在起飞和降落阶段(多旋翼机模式)，短舱和旋翼轴向均竖直向上，旋翼此时提供向上的升力，在平飞阶段(固定翼模式)，短舱向前旋转90度和旋翼一起轴向转至水平，此时无人机变成螺旋桨固定翼飞机，另外cn107985583b专利中的附图1～2中也给出了倾转旋翼无人机的两种飞行模态。

2、由于倾转旋翼无人机具有直升机和飞机两种飞行模态，并且在不同模态下，动力链的工作环境完全不同，因此其设计、加工和测试相较普通直升机和飞机而言难度更大，动力链测试在倾转旋翼无人机总装及试验过程中是必须的，但现有技术中的测试平台大多只针对倾转旋翼无人机的单个机构进行测试和分析，并没有可以对倾转旋翼无人机动力链进行全面综合测试的平台及测试分析方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供是一种倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其通过零偏处理、坏点去除、滤波处理等数据分析方法对获得的倾转旋翼无人机动力链各个检测数据进行综合分析处理，保证数据的可靠性，在对前期设计起到校核验证的作用的同时，还可根据试验结果进行优化改进，降低后续研发阶段的风险。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种倾转旋翼无人机测试信息分析方法，包括在线分析和离线分析两部分，具体为：

4、步骤一：对倾转旋翼无人机动力链各部分进行检测，并对获得的实时检测数据进行在线分析并在显示设备上显示，同时监控系统状态是否正常；

5、步骤二：动力链测试完成后，对检测数据进行离线分析，先对所有检测数据进行零偏处理；

6、步骤三：对数据进行坏点去除和替代；

7、步骤四：对数据进行滤波处理；

8、步骤五：根据分析结果对前期设计校核验证，并进行优化改进。

9、步骤一中，在线分析的数据处理具体为：

10、

11、上式(1)中，bn为当前时刻的数据，m为数据队列长度，为第i个数据的加权值，ai为第i个原始数据，为零偏修正参数。

12、对倾转旋翼无人机动力链的检测数据包括：旋翼转轴拉力、齿轮箱内润滑油油温、传动轴支撑轴承处的振动加速度、短舱倾转拉力、短舱倾转角度、传动轴端部扭矩以及皮带传动系统带轮转速，其中步骤一中，bn为振动加速度时，上式(1)取m＝0，

13、步骤二：零偏处理按下式进行：

14、

15、上式(3)中，ci为经过零偏处理的第i个数据，为零偏修正参数。

16、步骤三中对数据进行坏点去除和替代，具体为：

17、将采集到的时序信号转化为零均值时序信号，即：

18、

19、上式(4)中，ci为经过零偏处理的第i个时序信号，由步骤二获得，为其平均值。

20、然后求取零均值时序信号数据样本的绝对值的均值作为坏点剔除参考值，记为w，即：

21、

22、上式(5)中，k为系数经验；

23、当|di|＞w时，认为与|di|对应的数据ci为坏点，并以下式替换：

24、

25、步骤四中对数据进行滤波处理，具体为：

26、yk＝α0c′k+α1c′k-1+α2c′k-2+β1yk-1+β2yk-2  (7)；

27、上式(7)中，α0、α1、α2和β1、β2为求解系数，各个系数计算方法如下：

28、

29、上式(7)中，kz为增益系数，ωbw为陷波宽度，ωc为陷波中央频率，ts为采样时间。

30、对倾转旋翼无人机动力链的检测数据包括：旋翼转轴拉力、齿轮箱内润滑油油温、传动轴支撑轴承处的振动加速度、短舱倾转拉力、短舱倾转角度、传动轴端部扭矩以及皮带传动系统带轮转速，其中步骤四中，振动加速度不做滤波处理。

31、本发明的优点与积极效果为：

32、本发明方法通过零偏处理、坏点去除、滤波处理等数据分析方法对获得的倾转旋翼无人机动力链各个检测数据进行综合分析处理，保证数据的可靠性，在对前期设计起到校核验证的作用的同时，还可根据试验结果进行优化改进，降低后续研发阶段的风险。

技术特征：

1.一种倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其特征在于：包括在线分析和离线分析两部分，具体为：

2.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其特征在于：步骤一中，在线分析的数据处理具体为：

3.根据权利要求2所述的倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其特征在于：对倾转旋翼无人机动力链的检测数据包括：旋翼转轴拉力、齿轮箱内润滑油油温、传动轴支撑轴承处的振动加速度、短舱倾转拉力、短舱倾转角度、传动轴端部扭矩以及皮带传动系统带轮转速，其中步骤一中，bn为振动加速度时，上式(1)取m＝0，

4.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其特征在于：步骤二：零偏处理按下式进行：

5.根据权利要求4所述的倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其特征在于：步骤三中对数据进行坏点去除和替代，具体为：

6.根据权利要求5所述的倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其特征在于：步骤四中对数据进行滤波处理，具体为：

7.根据权利要求6所述的倾转旋翼无人机测试信息分析方法，其特征在于：对倾转旋翼无人机动力链的检测数据包括：旋翼转轴拉力、齿轮箱内润滑油油温、传动轴支撑轴承处的振动加速度、短舱倾转拉力、短舱倾转角度、传动轴端部扭矩以及皮带传动系统带轮转速，其中步骤四中，振动加速度不做滤波处理。

技术总结
本发明涉及一种倾转旋翼无人机测试信息分析方法，包括：步骤一：对倾转旋翼无人机动力链各部分进行检测，并对获得的实时检测数据进行在线分析并在显示设备上显示，同时监控系统状态是否正常；步骤二：动力链测试完成后，对检测数据进行离线分析，首先对所有检测数据进行零偏处理；步骤三：对数据进行坏点去除和替代；步骤四：对数据进行滤波处理；步骤五：根据分析结果对前期设计校核验证，并进行优化改进。本发明通过零偏处理、坏点去除、滤波处理等数据分析方法对获得的倾转旋翼无人机动力链各个检测数据进行综合分析处理，保证数据的可靠性。

技术研发人员：何玉庆,谷丰,于利,杜心田,周浩
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10