CN105866552B - 飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法 - Google Patents

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    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line

Abstract

本发明公开了一种飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法。该测量方法包括以下步骤：驱动正弦波形的电压至飞机电缆屏蔽层；感应电流并进行放大处理；离散化杜芬方程并构造杜芬混沌系统；求解离散化的杜芬方程以求得阀值及策动力幅值；使得杜芬混沌系统进入混沌状态；利用杜芬混沌系统从经放大后的电流信号中提取出排除噪声的感应电流值；计算飞机电缆屏蔽层的阻抗。本发明的测量方法，能够准确有效地检测微弱的正弦电流信号，相比于现有的测量方式大大提高了飞机电缆屏蔽层的阻抗的检测的准确性，以帮助更可靠地判断在飞机电缆装配中和飞机服役中电缆屏蔽层是否可靠接地。

Description

飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法
技术领域
本发明涉及飞机电缆屏蔽层的可靠性检测的领域，尤其涉及一种飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法。
背景技术
飞机电缆屏蔽层是为了保证飞机避免高空辐射和雷击的设施，需要可靠地接地。在飞机服役过程中，由于航空环境可能包括高湿度、高盐、高温环境，其都可能造成腐蚀，并且飞行中的振动可能引起连接松动等问题，这些都可能会对电缆屏蔽层的性能造成影响，因此必须对电缆屏蔽层及其相关的连接进行回路阻抗的定期测试。
目前，虽然有飞机电缆屏蔽层阻抗测量系统存在，但由于测试时不能对现有飞机导线结构进行改变，因而只能通过感应的方式对电流信号进行测量，但这种方式测得的信号强度非常微弱，电流信号的有用信息基本湮没在噪声之中。即使将微弱的信号滤波放大，其信噪比依然过低，这直接导致了现有的测量普遍存在准确性不高的问题，不适于在飞机维修行业中广泛推广使用。因此，亟需一种检测结果更为准确可靠的，针对飞机电缆屏蔽层的接地可靠性的测量方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中针对飞机电缆屏蔽层阻抗的测量存在准确性不高的缺陷，提出一种飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法，其特点在于，包括以下步骤：
步骤一、将恒定频率的正弦波形的电压接至飞机电缆屏蔽层；
步骤二、感应流过飞机电缆屏蔽层的电流，并对感应到的电流进行信号放大处理；
步骤三、将有阻尼有驱动的杜芬方程离散化以得到离散化的杜芬方程，并根据离散化的杜芬方程构造杜芬混沌系统；
步骤四、求解离散化的杜芬方程以求得离散化的杜芬方程的阀值，并进一步求得其中的策动力幅值；
步骤五、根据求得的策动力幅值，使得该杜芬混沌系统进入混沌状态；
步骤六、利用该杜芬混沌系统从经放大后的电流信号中提取出排除噪声的感应电流值；
步骤七、根据该恒定频率的正弦波形的电压及该感应电流值，计算飞机电缆屏蔽层的阻抗。
较佳地，步骤三中有阻尼有驱动的杜芬方程中的策动力的频率与该正弦波形的电压的频率大致相同。
较佳地，步骤三包括：
基于有阻尼有驱动的杜芬方程，将策动力对应的连续的模拟信号离散化，并用差分替代微分，以得到离散化的杜芬方程其中f为该模拟信号的信号频率，T为该模拟信号的采样时间，b为阻尼系数，c为待定的策动力幅值。
较佳地，步骤六中通过相轨迹图判断该杜芬混沌系统所处状态，从而提取出排除噪声的感应电流值。
较佳地，步骤四中采用牛顿迭代法求解离散化的杜芬方程。
较佳地，步骤一采用驱动夹钳驱动恒定频率的正弦波形的电压，步骤二采用感应夹钳感应流过飞机电缆屏蔽层的电流。
较佳地，步骤七包括：
将该恒定频率的正弦波形的电压及该感应电流值分别采用复数表示，并计算得到飞机电缆屏蔽层的阻抗。
较佳地，步骤三中利用微控制单元离散系统构造杜芬混沌系统。
较佳地，该恒定频率的正弦波形的电压的频率为200赫兹。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法，通过改进型的杜芬混沌系统驱动同频正弦信号，能够准确有效地检测微弱的正弦电流信号，相比于现有的测量方式大大提高了飞机电缆屏蔽层的阻抗的检测的准确性，以帮助更可靠地判断在飞机电缆装配中和飞机服役中电缆屏蔽层是否可靠接地，提高了飞机的安全性能。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
参考图1所示，本发明一较佳实施例的飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法，包括以下步骤：
将恒定频率的正弦波形的电压接至飞机电缆屏蔽层；
感应流过飞机电缆屏蔽层的电流，并对感应到的电流进行信号放大处理；
构造改进型杜芬混沌系统并使改进型杜芬混沌系统进入混沌状态；
利用改进型杜芬混沌系统从经放大后的、含有噪声的正弦电流信号中提取出排除噪声的感应电流值；
根据该恒定频率的正弦波形的电压及该感应电流值，计算飞机电缆屏蔽层的阻抗。
其中，构造改进型杜芬混沌系统具体是通过在有阻尼有驱动的杜芬方程的基础上进行离散化，以得到离散化的杜芬方程，并根据离散化的杜芬方程构造形成改进型杜芬混沌系统。举例来说，上述改进型杜芬混沌系统的构造可利用微控制单元完成。然后，采用牛顿迭代法求解离散化的杜芬方程以求得离散化的杜芬方程的阀值及策动力幅值，并进而使得改进型杜芬混沌系统进入混沌状态。
这里所说的混沌状态，应理解为系统处于由混沌状态向大尺度周期状态过渡的临界状态。也就是说，阀值可以是通过不断调节，以使系统处于由混沌状态向大尺度周期状态过渡的临界状态，从而确定的。
在这之后，利用改进型杜芬混沌系统从含有噪声的正弦电流信号中提取出感应电流值，其原理大致如下。首先，在系统中加入带有噪声的正弦电流信号，使系统发生相变后进入大尺度周期状态。这时，再次调节策动力幅值使得系统再次处于混沌到大尺度周期的临界状态，就再次得到新的策动力幅值。通过比较加入带有噪声的正弦电流信号前后策动力幅值的大小，就可以得到排除噪声的待测电流信号，即得到较为准确的感应电流值。
在上述过程中，可利用相轨迹图来确定系统处于何种状态以及是否发生了相变等。以下，针对上述方法中杜芬方程的离散化过程以及离散化的杜芬方程的求解过程做进一步说明。
举例来说，上述杜芬方程的离散化过程，可基于有阻尼有驱动的杜芬方程
将策动力对应的连续的模拟信号离散化，并用差分替代微分，即取
以得到离散化的杜芬方程
上述公式中，f为该模拟信号的信号频率，T为该模拟信号的采样时间，b为阻尼系数，c为待定的策动力幅值。
在如上所述的杜芬混沌系统的构造中，策动力项可理解为系统的输入，而在系统中加入带有噪声的正弦电流信号后，通过调节策动力幅值使得系统再次处于混沌到大尺度周期的临界状态从而得到的新的策动力项，可理解为是加入正弦电流信号后相应地改变了的系统的输入。因而比较前后策动力项的不同，就能够确定加入的正弦电流信号中所包含的排除噪声后的感应电流值。
本实施例中，采用牛顿迭代法求解离散化的杜芬方程的大致过程如下，并且以下说明中的xk即表示x(k)。首先选取一个近似根xk，其次求出f(xk)及f’(xk)，其中，
然后根据求出xk+1的值，并判断是否满足|xk+1-xk|＜ε，其中ε为预设的阈值。若满足则停止计算，xk+1则为求解离散化的杜芬方程得到的根。若不满足，则令xk＝xk+1，并继续进行上述迭代计算过程，直到满足如上条件得到杜芬方程的根。在得到满足上述条件的根后，相应可以求出合适的阻尼比，即阻尼系数，并选取策动力幅值。举例来说，根据上述方法求出的阻尼比可以为0.7左右，进一步选取的策动力幅值可大致在0.5～0.8之间。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种飞机电缆屏蔽层的阻抗的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将恒定频率的正弦波形的电压接至飞机电缆屏蔽层；
步骤二、感应流过飞机电缆屏蔽层的电流，并对感应到的电流进行信号放大处理；
步骤三、基于有阻尼有驱动的杜芬方程，将策动力对应的连续的模拟信号离散化，并用差分替代微分，以得到离散化的杜芬方程其中f为该模拟信号的信号频率，T为该模拟信号的采样时间，b为阻尼系数，c为待定的策动力幅值；
步骤四、采用牛顿迭代法求解离散化的杜芬方程，以求得离散化的杜芬方程的阀值，并进一步求得其中的策动力幅值；
步骤五、根据求得的策动力幅值，使得杜芬混沌系统进入混沌状态；
步骤六、利用该杜芬混沌系统从经放大后的电流信号中提取出排除噪声的感应电流值；
步骤七、根据该恒定频率的正弦波形的电压及该感应电流值，计算飞机电缆屏蔽层的阻抗。
2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤三中有阻尼有驱动的杜芬方程中的策动力的频率与该正弦波形的电压的频率大致相同。
3.如权利要求1或2所述的测量方法，其特征在于，步骤六中通过相轨迹图判断该杜芬混沌系统所处状态，从而提取出排除噪声的感应电流值。
4.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤一采用驱动夹钳驱动恒定频率的正弦波形的电压，步骤二采用感应夹钳感应流过飞机电缆屏蔽层的电流。
5.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤七包括：
将该恒定频率的正弦波形的电压及该感应电流值分别采用复数表示，并计算得到飞机电缆屏蔽层的阻抗。
6.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤三中利用微控制单元离散系统构造杜芬混沌系统。
7.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，该恒定频率的正弦波形的电压的频率为200赫兹。
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