一种复杂自动供输弹系统的早期故障诊断方法

摘要

本发明涉及一种复杂自动供输弹系统的早期故障诊断方法，属于自动供输弹系统故障诊断技术领域，提供了一种利用控制系统流程中开关量和控制指令，加入外置冲击振动传感器响应参量，共同建立综合故障诊断模型，进而对中大口径火炮自动供输弹系统的故障进行综合分析处理并加以诊断的方法，采用的技术方案为先分析火炮自动供输弹系统，采集驱动参数、开关量指令及振动信息，对信息进行处理，得到时域特征、频域特征和时频域特征，最后进行归一化处理、特征级融合与决策级融合，从而确定早期故障，本发明广泛用于自动供输弹系统的早期故障诊断。

主权项

一种复杂自动供输弹系统的早期故障诊断方法，其特征在于：按照以下步骤进行操作，a、首先分析火炮自动供输弹系统的软件程序控制流程、动力驱动装置、机械执行机构的结构形式，分析完整的供输弹系统运行机理；分析供输弹机构可能产生卡滞停射的主要部位和故障机理，分析供输弹机构运行的循环规律；b、在自动供输弹系统的机械执行机构上布置冲击振动传感器，测点要求尽量靠近交接弹药位置、主要机构撞击点和重摩擦部位；再从动力驱动装置上采集驱动参数信号，然后采用嵌入集成式多通道数据采集分析系统同步采集冲击振动信号和驱动参数信号并记录；c、通过自动供输弹控制系统的CAN总线接口输出控制流程信息，包括机构到位的开关量、表征机构运动的电参量、控制指令信息，并将其采集到嵌入集成式多通道数据采集分析系统；d、利用嵌入集成式多通道数据采集分析系统中嵌入的含有信号滤波、小波时频分析、独立分量分析和相关性分析算法的多功能信号处理软件，先对冲击振动响应信号和驱动参数信号进行筛选和预处理，消除基线漂移和剔除个别过载的异常点信号，再对采集的来自控制系统的开关、指令和状态数据进行时标统一和规范化处理；e、采用广义形态学分量分析降噪方法和主成分分析框架内的多元统计，先将含噪故障信号扩展到多维虚拟空间，再通过调整模型的参数进一步扩展广义形态分量分析，比较产生残差的概率密度，利用Kullback‑Leibler散度的高灵敏性确定不可预知的微弱早期故障信息，在噪声环境中检测出初期故障的性能差异，实现信号的盲源分离，达到降噪目的；f、先用控制系统中的射击击发时刻值确定待分析信号的时间起点，给出部分时域特征值，包括各峰值、对应时刻、各个时间间隔和均方根值；再对信号做时频分析，获得时频域的分布谱图，提取频域和时频域特征值，包括各峰值、对应频率和不同频率区间的分布特性参数；对比分析各射击工况的对应特征数据，进行统计学分类分析；g、在确定供输弹系统出现故障的情况下，采用多源信息融合方法寻找故障发生位置；根据特征参量的变化规律和变异程度采用相对熵和能谱技术确定供输弹系统的故障严重程度。