嵌入式飞机主被动结构健康监测系统

摘要

本发明公开了一种嵌入式飞机主被动结构健康监测系统，包括软件模块、系统电源模块、控制器模块、高速存储器模块、传感信号采集模块、信号放大模块、声发射触发模块、通道切换模块、数字管理模块、激励信号输出模块、功率放大模块和信号转接模块。系统能够对飞机结构实现在线的健康监测，系统结构紧凑、抗振、抗电磁干扰、体积小、重量轻、便于携带和安装、方便飞机维护人员，能够实现机载；集成了多种损伤监测方法，可自动提取结构损伤特征，并进行损伤判别；系统可扩展性好，可以很方便的配置、扩展结构健康监测软硬件；系统具有标准的机载设备接口，便于多套系统的组网和与其它机载系统的通讯。

主权项

一种嵌入式飞机主被动结构健康监测系统，其特征在于，包括软件模块、系统电源模块、控制器模块、高速存储器模块、传感信号采集模块、信号放大模块、声发射触发模块、通道切换模块、数字管理模块、激励信号输出模块、功率放大模块和信号转接模块，其中：所述的信号转接模块与系统外界信号源连接，即实现外界信号源和系统内部各模块之间的信号交互转接作用，并对外界信号源之一的压电阵列传感器的输出/输入信号进行转接；信号转接模块包括外部接口转接单元、压电阵列传感器转接单元、状态控制指示转接单元和系统电源转接单元，其中，外部接口转接单元与控制器模块中的外部接口控制单元连接；压电阵列传感器转接单元将外界压电阵列传感器的传感信号转接至通道切换模块、将激励信号通过通道切换模块转接至外界压电阵列传感器；状态控制指示转接单元受外界工作状态控制并与数字管理模块连接，同时也接受数字管理模块的控制；系统电源转接单元受外界电源状态控制并与系统电源模块连接；所述的控制器模块包括外部接口控制单元、存储器控制单元、内部总线控制单元、MCU和内存单元，其中，外部接口控制单元与信号转接模块连接，存储器控制单元与高速存储器模块连接，内部总线控制单元与系统内部总线连接；所述的系统电源模块为控制器模块和功率放大模块提供电源；在主动监测工作状态下，所述的激励信号输出模块产生结构健康监测所需的激励信号，该激励信号依次经过功率放大模块、通道切换模块、信号转接模块输出至外界压电阵列传感器，同时外界压电阵列传感器的传感信号依次经过信号转接模块、信号放大模块传输至传感信号采集模块；在被动监测工作状态下，外界压电阵列传感器的传感信号依次经过信号转接模块、信号放大模块分别传输至声发射触发模块和传感信号采集模块，声发射触发模块产生触发信号传输至传感信号采集模块；功率放大模块、通道切换模块、信号放大模块和声发射触发模块受数字管理模块的控制，数字管理模块、传感信号采集模块和激励信号输出模块与系统内部总线进行通讯并受控制器模块的控制。