【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航空發動機，尤其涉及一種基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法。
技術介紹
1、航空發動機傳感器主要包括轉速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器等。航空發動機電子控制器使用這些傳感器采集的發動機轉速、各截面溫度和壓力等狀態參數，實施航空發動機的穩態控制、加減速控制、參數限制保護等控制功能，實現航空發動機全包線的推力調節和安全運行。
2、航空發動機傳感器一般采用雙通道的設計方案，如圖2所示。傳感器內部包含元件a、元件b兩個余度，分別經過電纜a、電纜b后進入發動機電子控制器進行信號表決后，用于控制計算和控制輸出。
3、傳感器內部元件電氣破損、插頭和插座接觸不良、電纜破損等故障模式，均會導致傳感器信號失真。航空發動機適航規章規定，控制系統的設計和構造應能保證不會由于控制系統電氣或電子部件的單個失效或故障而導致不安全狀態的發生。
4、當發動機在使用中出現傳感器內部元件電氣破損、電纜破損出現虛連或虛斷，以及插頭和插座松動、浸油導致接觸不良等故障模式時，受發動機本身高頻振動影響，電路可等效為原有的傳感器以高頻通斷方式額外串聯低阻抗電路，使得傳感器信號表現為信號毛刺、小幅跳變和漂移。現有的雙通道傳感器信號表決方法是對雙通道信號進行簡單比較和選擇，常常無法有效檢測和隔離異常信號，可能會使用異常的信號用于控制，導致發動機出現控制波動、推力喪失(lotc)甚至超溫、超轉等問題，影響航空發動機的飛行安全。
5、綜上，現有的雙通道傳感器信號表決方法，對故障模式覆蓋不足存在故障無法檢測和
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，以檢測和隔離異常的傳感器信號，選用可信度高的傳感器信號作為控制來源，從而解決
技術介紹
中存在的技術問題。
2、本專利技術的技術方案如下：包括：
3、s10：采集雙通道的傳感器信號，分別對雙通道的傳感器信號進行高通濾波和低通濾波，獲取高頻信號和低頻信號；
4、s20：對雙通道的低頻信號設置初始低頻信號健康度，通過預設的低頻信號健康判斷條件對低頻信號健康度進行調整；
5、s30：對雙通道的高頻信號設置初始高頻信號健康度，通過預設的高頻信號健康判斷條件對高頻信號健康度進行調整；
6、s40：根據雙通道調整后的所述低頻信號健康度以及高頻信號健康度，進行信號表決，從雙通道中選取信任通道；
7、s50：根據信任通道的信號，確定最終選用信號。
8、進一步地，所述步驟s10中高頻信號和低頻信號獲取方法，包括：
9、對雙通道的傳感器信號進行低通濾波后形成低頻信號y(k)；
10、低通濾波方法為：
11、a(0)·y(k)＝b(0)·x(k)+b(1)·x(k-1)+……+b(n)·x(k-n)
12、-a(1)·y(k-1)-……-a(n)·y(k-n)
13、其中，y(k)表示本周期的低頻信號，y(k-n)表示前n周期的低頻信號，x(k)表示本周期的傳感器信號的采集值，x(k-n)表示前n周期的傳感器信號的采集值，n為低通濾波器階數，為大于或等于1的整數，a(0)、a(1)、……a(n)以及b(0)、b(1)、……b(n)均為濾波器系數；
14、對傳感器信號進行高通濾波后形成高頻信號yy(k)；
15、高通濾波方法為：
16、aa(0)·yy(k)＝bb(0)·x(k)+bb(1)·x(k-1)+……+bb(m)·x(k-m)
17、-aa(1)·yy(k-1)-……-aa(m)·yy(k-m)
18、其中，yy(k)表示本周期的高頻信號，yy(k-m)表示前m周期的高頻信號，x(k)表示本周期的傳感器信號的采集值，x(k-m)表示前m周期的傳感器信號的采集值，m為濾波器階數，為大于或等于1的整數，aa(0)、aa(1)、……aa(m)以及bb(0)、bb(1)、……bb(m)均為濾波器系數。
19、進一步地，所述s20中低頻信號健康判斷條件，包括：
20、當y(k)＞δ1或y(k)＜δ2時，則低頻信號健康度設定為-2；
21、當|y(k)-y(k-1)|＞δ3時，則低頻信號健康度設定為-2；
22、其余情況下，本周期的低頻信號健康度保持前一周期的低頻信號健康度；
23、其中，所述低頻信號健康度的初始值為1，δ1、δ2、δ3均為判斷閾值。
24、進一步地，所述s30中高頻信號健康判斷條件，包括：
25、如果滿足|yy(k)|＞δ4，則高頻信號健康度減少2；
26、如果不滿足|yy(k)|＞δ4，則高頻信號健康度增加1；
27、其中，高頻信號健康度的初始值為1，δ4為判斷閾值。
28、進一步地，所述s40包括：
29、如果雙通道的低頻信號健康度不相等，選擇低頻信號健康度數值大的通道作為信任通道，信任通道數量為1；
30、如果雙通道的低頻信號健康度相等且雙通道的高頻信號健康度不相等，選擇高頻信號健康度數值大的通道作為信任通道，信任通道數量為1；
31、如果雙通道的低頻信號健康度相等且雙通道的高頻信號健康度相等時，兩個通道均作為信任通道，信任通道數量為2。
32、進一步地，所述s50包括：
33、如果信任通道數量為1，則選用信任通道的低頻信號，作為最終選用信號；
34、如果信任通道數量為2，則對雙通道的低頻信號取平均值，作為最終選用信號。
35、本專利技術的有益效果：本專利技術對雙通道傳感器信號進行低通濾波和高通濾波，從頻域角度分別獲取發動機響應頻帶以內的低頻信號和發動機響應頻帶以外的高頻信號，并計算低頻信號和高頻信號的信號健康度。根據信號頻域特性對雙通道的低頻信號健康度、高頻信號健康度進行信號綜合表決，確定最終選用的信號。本專利技術可準確檢測和隔離因發動機工作中電氣接觸不良導致的傳感器信號毛刺、小幅跳變和漂移等異常，顯著提高航空發動機運行的安全性。本專利技術采用軟件方法實現，不改變現有發動機傳感器和電子控制器硬件構型節省制造成本，同時該方法計算量低、耗時小適于在發動機電子控制器內實時運行。
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1.一種基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，所述步驟S10中高頻信號和低頻信號獲取方法，包括：
3.如權利要求2所述的基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，所述S20中低頻信號健康判斷條件，包括：
4.如權利要求2所述的基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，所述S30中高頻信號健康判斷條件，包括：
5.如權利要求1所述的基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，所述S40包括：
6.如權利要求5所述的基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號表決方法，其特征在于，所述S50包括：
【技術特征摘要】
1.一種基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，所述步驟s10中高頻信號和低頻信號獲取方法，包括：
3.如權利要求2所述的基于頻域特性的航空發動機雙通道傳感器信號的表決方法，其特征在于，所述s20中低頻信號健康判斷條件，包括：<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王建鋒，盧則鵬，王寧，孫志巖，周永權，
申請(專利權)人：中國航發控制系統研究所，
類型：發明
國別省市：
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