CN109444622A - 一种轴角发送系统故障自动检测方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴角发送系统故障自动检测方法、系统及装置，该方法包括以下步骤：S1：获取轴角发送系统在接收到轴角发送数据后产生的轴角采集数据，基于小波分析对轴角采集数据进行五层分解并提取出D5阶小波分解数据；S2：从D5阶小波分解数据中提取数据跳突点并还原出数据跳突点对应的时域位置，以时域位置作为分段点对轴角采集数据进行分段，得到轴角分段数据；S3：将轴角分段数据与轴角发送数据进行匹配对齐；S4：基于轴角分段数据与轴角发送数据差值、变化量进行故障诊断；本发明通过轴角数据的智能分段以及标准化的故障判别过程实现了系统故障的自动和快速诊断，数据处理过程简单高效，自动化程度高。

Description

一种轴角发送系统故障自动检测方法、系统及装置

技术领域

本发明属于故障检测技术领域，更具体地，涉及一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测方法、系统及装置。

背景技术

自整角机、旋转变压器大量应用于解算装置和高精度随动系统中，已成为现代控制元件中不可或缺的组成部分。其中基于自整角机、旋转变压器的轴角发送系统被广泛应用在国防军事、工业控制和工业测量等诸多领域；但是电气零位偏差、接线错误等故障问题容易引起轴角发送系统工作精度下降，乃至无法正常工作，而这类故障具有检测难度大、故障现象不明显、需要借助专业仪器设备等特点，因此成为自整角机、旋转变压器故障检测的研究热点。

对于基于自整角机、旋转变压器的轴角系统故障检测，传统方法是利用万用表、示波器、轴角仪等设备，采用人工检测方法，即费时费力，又容易因为检测项目多而出现对故障检测不准确等问题。目前普遍采用基于固态发送和轴角采集的方案取代传统检测仪器对轴角发送系统进行故障检测：固态发送模块根据设置的预设发送轴角发出轴角模拟信号，从而控制轴角发送系统同步工作，利用轴角采集模块实时采集自整角机、旋转变压器的轴角数字信号，并通过与预设发送轴角的比对，完成对轴角发送系统的故障诊断，但是这种方式带来以下不足：

(1)由于固态发送模块发送的轴角值实时变化，而轴角采集模块实时采集的轴角数字信号因为存在伺服跟踪过程而出现明显过渡过程，因此只能通过人工对采集的轴角信号进行识别判断，进行数据分段后进行故障诊断，费时费力；

(2)数据处理过程复杂，不利于实现自动化处理和故障检测。

因此，急需一种轴角发送系统故障自动检测方法，能够快速、准确、有效完成轴角信号的数据分段与故障诊断处理。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种轴角发送系统故障自动检测方法、系统及装置，其目的在于解决现有的故障诊断方法依靠人工进行数据分段分析、耗时耗力、不利于实现自动化故障检测的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测方法，包括以下步骤：

S1：获取轴角发送系统在接收到轴角发送数据后产生的轴角采集数据，基于小波分析对所述轴角采集数据进行五层分解并提取出D5阶小波分解数据；

S2：从所述D5阶小波分解数据中提取数据跳突点并还原出所述数据跳突点对应的时域位置，以所述时域位置作为分段点对轴角采集数据进行分段，得到轴角分段数据；

S3：将所述轴角分段数据与所述轴角发送数据进行匹配对齐；

S4：通过计算轴角分段数据与轴角发送数据的差值得到零位误差△θ₀；

其中，i表示接收次数；θ_fi表示轴角发送系统第i次接收的轴角发送数据；θ_si表示轴角发送系统第i次产生的轴角分段数据；

并根据所述零位误差△θ₀计算轴角发送系统的跟踪误差△θ；

△θ＝θ_f-θ_s+△θ₀

其中，θ_f表示轴角发送系统接收的轴角发送数据；θ_s表示轴角发送系统产生的轴角分段数据；

并根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s判断接线误差；

和/或，

根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s计算同步误差dθ，其中，dθ＝△θ_f-△θ_s；并根据所述同步误差dθ和预存的判断依据判断接线误差；

△θ_f＝θ_f(i+1)-θ_fi

△θ_s＝θ_s(i+1)-θ_si

其中，θ_f(i+1)、θ_fi分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次接收的轴角发送数据；

θ_s(i+1)、θ_si分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次产生的轴角分段数据。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测方法，其步骤S1之前还包括根据设置的数据发送方式生成并发送轴角发送数据的步骤，所述数据发送方式包括自动发送和手动发送；自动发送进入步骤S01；手动发送进入步骤S03；

S01：根据设置参数生成轴角动态数据，所述设置参数包括幅值、初始值和周期数；

S02：将所述轴角动态数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并同步记录发送数值及其对应的发送时间，生成时域位置信息；

S03：根据设置的噪声水平和噪声周期给预设的轴角发送均值施加噪声并对噪声施加时间进行计数；

S04：当计数值达到噪声周期对应的周期时间数时，将施加噪声后得到的轴角发送数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并记录发送数值及其对应的发送时间，生成时域位置信息；

S05：将计数值清零，返回步骤S03。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测方法，其步骤S4中所述的判断依据为：

所述同步误差dθ＝0.5°，则判定自整角机的第一磁接线端C1和第二磁接线端C2反接；

所述同步误差dθ＝±0.3°，则判定自整角机的第一整步绕组接线端P1、第二整步绕组接线端P2、第三整步绕组接线端P3依次错接；

所述同步误差dθ＝2△θ_f，则判定自整角机的第一整步绕组接线端P1、第二整步绕组接线端P2、第三整步绕组接线端P3中两相反接。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测方法，其步骤S1前还包括以下步骤：

S05：根据接收的指令字符串生成轴角模拟信号；

S06：采集轴角发送系统在接收到所述轴角模拟信号后产生的轴角采集数据。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测系统，包括小波分析模块、数据分段模块、数据对齐模块和计算模块；

所述小波分析模块用于获取轴角发送系统在接收到轴角发送数据后产生的轴角采集数据，基于小波分析对所述轴角采集数据进行五层分解并提取出D5阶小波分解数据；

所述数据分段模块用于从所述D5阶小波分解数据中提取数据跳突点并还原出所述数据跳突点对应的时域位置，以所述时域位置作为分段点对轴角采集数据进行分段，得到轴角分段数据；

所述数据对齐模块用于将所述轴角分段数据与所述轴角发送数据进行匹配对齐；

所述计算模块包括第一计算部和/或第二计算部；

所述第一计算部用于通过计算轴角分段数据与轴角发送数据的差值得到零位误差△θ₀；

其中，i表示接收次数；θ_fi表示轴角发送系统第i次接收的轴角发送数据；θ_si表示轴角发送系统第i次产生的轴角分段数据；

并根据所述零位误差△θ₀计算轴角发送系统的跟踪误差△θ；

△θ＝θ_f-θ_s+△θ₀

其中，θ_f表示轴角发送系统接收的轴角发送数据；θ_s表示轴角发送系统产生的轴角分段数据；

并根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s判断接线误差；

所述第二计算部用于根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s计算同步误差dθ，其中，dθ＝△θ_f-△θ_s；并根据所述同步误差dθ和预存的判断依据判断接线误差；

△θ_f＝θ_f(i+1)-θ_fi

△θ_s＝θ_s(i+1)-θ_si

其中，θ_f(i+1)、θ_fi分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次接收的轴角发送数据；

θ_s(i+1)、θ_si分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次产生的轴角分段数据。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测系统，还包括数据发送模块，用于根据设置的数据发送方式生成并发送轴角发送数据；所述数据发送方式包括自动发送和手动发送；

自动发送时，数据发送模块根据设置参数生成轴角动态数据，所述设置参数包括幅值、初始值和周期数；将所述轴角动态数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并同步记录发送数值及其对应的发送时间以生成时域位置信息；

手动发送时，数据发送模块根据设置的噪声水平和噪声周期给预设的轴角发送均值施加噪声并对噪声施加时间进行计数；当计数值达到噪声周期对应的周期时间数时，将施加噪声后得到的轴角发送数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并同步记录发送数值及其对应的发送时间以生成时域位置信息；计数值清零并重新开始计数。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测系统，其第二计算部中预存的判断依据为：

所述同步误差dθ＝0.5°，则判定自整角机的第一磁接线端C1和第二磁接线端C2反接；

所述同步误差dθ＝±0.3°，则判定自整角机的第一整步绕组接线端P1、第二整步绕组接线端P2、第三整步绕组接线端P3依次错接；

所述同步误差dθ＝2△θ_f，则判定自整角机的第一整步绕组接线端P1、第二整步绕组接线端P2、第三整步绕组接线端P3中两相反接。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测装置，包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序；

所述计算器程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测装置，还包括模拟信息发送装置和模拟信息采集装置；

所述模拟信息发送装置用于根据处理器发送的指令字符串生成轴角模拟信号；

所述模拟信息采集装置用于采集轴角发送系统在接收到所述轴角模拟信号后产生的轴角采集数据。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测装置，还包括显示器，所述显示器用于显示处理器的故障判断结果，包括零位误差△θ₀、跟踪误差△θ、同步误差dθ和接线误差。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测装置，还包括串口通讯模块和CAN通讯模块，分别用于实现处理器与模拟信息发送装置、模拟信息采集装置之间的数据传输。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测装置，其模拟信息发送装置包括单片机和固态发送模块，所述单片机用于根据接收的处理器的控制指令控制所述固态发送模块生成与指令字符串对应的轴角模拟信号。

优选的，上述轴角发送系统故障自动检测装置，其模拟信息采集装置包括九通道旋变采集卡、三通道旋变采集卡、四通道自整角机采集卡中的任一种或多种。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的一种轴角发送系统故障自动检测方法、系统及装置，采用了基于小波分析的数据分段方法实现了对轴角采集数据的智能分段，剔除了轴角采集数据中的伺服跟踪过程数据，自动实现轴角采集数据与轴角发送数据的对齐处理，解决了决现有的故障诊断方法依靠人工进行数据分段分析、耗时耗力的问题；在实现数据自动对齐的基础上，采用故障自动检测算法实现对自整角机、旋转变压器故障的自动诊断；对于旋转变压器，通过计算轴角分段数据与轴角发送数据的差值得到零位误差，根据零位误差计算跟踪误差，并根据轴角发送数据的变化量轴角分段数据的变化量判断接线误差，实现对旋转变压器的零位误差、跟踪误差和接线错误的自动诊断；对于自整角机，根据轴角发送数据的变化量、轴角分段数据的变化量计算同步误差，并根据同步误差判断接线误差；数据处理过程简单高效，且通过标准化的判断过程实现了轴角发送系统故障的自动和快速诊断，节约人力资源。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的处理器的逻辑框图；

图3是本发明实施例提供的一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的数据发送模块的工作流程图；

图5是本发明实施例提供的轴角发送数据的时域信号图；

图6是本发明实施例提供的轴角采集数据的时域信号图；

图7是本发明实施例提供的轴角采集数据的小波分解图；

图8是本发明实施例提供的从小波分解数据中提取出的D5阶小波分解数据的时域信号图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实施例提供的一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测装置的结构示意图，如图1所示，该轴角发送系统故障自动检测装置包括上位机、模拟信息发送装置、模拟信息采集装置和电源装置(图中未显示)；该电源装置用于分别为上位机、模拟信息发送装置、模拟信息采集装置提供工作电压；

上位机采用基于windows的工控机平台实现，上位机作为显示控制单元，包括处理器、存储器和显示器；其中，该存储器中存储有多个计算机程序，包括数据分段算法和故障自动检测算法；图2是本实施例提供的处理器的逻辑框图，如图2所示，该处理器中例化有数据发送模块、小波分析模块、数据分段模块、数据对齐模块和计算模块，多个计算机程序可以在处理器中的各个功能模块中运行，并实现下述基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测方法的步骤。

图3是本实施例所提供的一种基于小波分析的轴角发送系统故障自动检测方法的流程图，如图3所示，该轴角发送系统故障自动检测方法包括以下步骤：

S1：根据设置的数据发送方式生成轴角发送数据并发送给待检测的轴角发送系统；

测试人员通过上位机设置数据发送方式，本实施例提供自动发送和手动发送两种数据发送方式；当选择自动发送时，需要设置待发送数据的幅值、初始值和周期数；数据发送模块根据设置的幅值、初始值和周期数生成轴角动态数据，并将轴角动态数据按航向形式生成指令字符串，将指令字符串发送至模拟信息发送装置，并同步记录发送数值及其对应的发送时间以生成时域位置信息；当选择手动发送时，需要设置轴角均值、噪声水平和噪声周期；数据发送模块根据设置的噪声水平和噪声周期给轴角均值施加噪声并对噪声施加时间进行计数；当计数值达到噪声周期对应的周期时间数N时，将施加噪声后得到的轴角发送数据按航向形式生成指令字符串，将指令字符串发送至模拟信息发送装置，并同步记录发送数值及其对应的发送时间以生成时域位置信息，将计数值清零并重新开始计数。噪声周期对应的周期时间数N与处理器的时钟频率相关，例如：设置的噪声周期为1s，在某一时钟频率下计数1000次所需时间为1s，从开始施加噪声时进行计数，当计数值达到1000次时完成一个噪声周期，噪声施加完毕。图4是本实施例提供的数据发送模块的工作流程图。

模拟信息发送装置(下位机)包括单片机和固态发送模块，单片机用于根据处理器发出的指令控制固态发送模块将接收的指令字符串转换为轴角模拟信号并发送给待检测的轴角发送系统；模拟信息发送装置与上位机中间通过串口模块进行数据传输，如RS232串口模块。轴角发送系统接收到轴角模拟信号后，其内部电机对应动作产生轴角值，轴角发送系统内的数字—解算转换器采集该电机的轴角值并将其转换为模拟信号，生成轴角采集数据。

模拟信息采集装置用于从轴角发送系统中获取该轴角采集数据并反馈给上位机；本实施例提供的模拟信息采集装置包括旋变采集卡和/或四通道自整角机采集卡，旋变采集卡用于与轴角发送系统中的旋转变压器相连，以获取旋转变压器的轴角采集数据；自整角机采集卡用于与轴角发送系统中的自整角机相连，以获取自整角机的轴角采集数据；其中，旋变采集卡包括九通道旋变采集卡和四通道旋变采集卡，分别用于连接旋转变压器中的不同通道。模拟信息采集装置与上位机之间通过CAN通讯模块进行数据传输，上位机中具有CAN通讯接口，该CAN通讯接口通过CAN接口卡连接至模拟信息采集装置。

S2：获取轴角发送系统产生的轴角采集数据，基于小波分析对经去噪处理后的轴角采集数据进行五层分解并提取出D5阶小波分解数据；

图5和图6分别为轴角发送数据和轴角采集数据的时域信号图；从图5、6中可以看出，轴角采集数据中由于存在伺服跟踪过程无法直接与轴角发送数据匹配，需要对轴角采集数据进行分段处理并剔除伺服跟踪过程数据。

小波分析模块接收模拟信息采集装置发送的轴角采集数据，首先进行去噪声处理，得到平滑的数据曲线以提高后续的分段精度；利用HARR小波对轴角采集数据进行五层分解并提取出D5阶小波分解数据；图7是本实施例提供的轴角采集数据的小波分解图，图8是从小波分解数据中提取出的D5阶小波分解数据的时域信号图；基于小波分解的“放大镜”原理，D5阶小波分解数据相当于对轴角采集数据进行了五级放大，从D5阶小波分解数据中可以清楚得到伺服跟踪的分段区域。

S3：从D5阶小波分解数据中提取数据跳突点并还原出该数据跳突点对应的时域位置，以时域位置作为分段点对轴角采集数据进行分段，得到轴角分段数据；

数据分段模块用于检测D5阶小波分解数据中的跳突点并还原出各数据跳突点对应的时域位置，即信号幅值发生突变的时间点；以该时域位置作为分段点对轴角采集数据进行分段，得到轴角分段数据；

S4：数据对齐模块从数据分段模块中获取轴角分段数据并将其与轴角发送数据进行匹配对齐。

S5：计算模块中的第一计算部用于计算轴角分段数据与轴角发送数据的差值，并根据差值计算得到零位误差△θ₀；

其中，i表示接收次数；θ_fi表示轴角发送系统第i次接收的轴角发送数据；θ_si表示轴角发送系统第i次产生的轴角分段数据；

第一计算部对应旋转变压器的故障检测，由于旋转变压器中的电机与数字—解算转换器之间的电气零位未必一致，因此旋转变压器接收的轴角发送数据与其输出的轴角采集数据之间可能存在零位差△θ₀，因此需要计算零位差并进行零位补偿。

为了提高计算准确度，一般需要发送多个不同的轴角发送数据并分别采集对应的轴角采集数据，求取平均值得到零位误差△θ₀。得到零位误差△θ₀后，第一计算部根据零位误差△θ₀计算轴角发送系统的跟踪误差△θ；并根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s判断接线误差；

△θ＝θ_f-θ_s+△θ₀

其中，θ_f表示轴角发送系统接收的轴角发送数据；θ_s表示轴角发送系统产生的轴角分段数据。

根据旋转变压器的工作原理，设其激磁接线端为C1、C2，正余弦绕组接线端为P1、P2、P3、P4，接受的轴角发送数据为θ_f，则不同的接线方式引起的故障如表所示；

表1正余弦旋转变压器接线错误的轴角关系

由于存在零位差△θ₀，只能从轴角变化量来判断旋转变压器的电机是否正常(即发送轴角变化量＝输出轴角变化量)，在基于轴角变化量检测的前提下，将表转换为表；在存在零位差△θ₀的情况下，仅能通过△θ_f与△θ_s的关系简单判别旋转变压器的接线错误。

表2正余弦旋转变压器接线错误的轴角变化量关系

计算模块中的第二计算部对应自整角机的故障检测，由于自整角机本身只反映角度增量变化，因此不需要检测电气零位差△θ₀，仅需检测接线错误、同步误差。第二计算部根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s计算同步误差dθ，其中，dθ＝△θ_f-△θ_s；并根据同步误差dθ和预存的判断依据判断接线误差；

△θ_f＝θ_f(i+1)-θ_fi

△θ_s＝θ_s(i+1)-θ_si

其中，θ_f(i+1)、θ_fi分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次接收的轴角发送数据；

θ_s(i+1)、θ_si分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次产生的轴角分段数据。

根据自整角机的工作原理，设激磁接线端为C1、C2，整步绕组接线端为P1、P2、P3，接受的轴角发送数据为θ_f，则不同的接线方式引起的故障如表所示；

表3自整角机接线错误的轴角关系

接线情况	输出形式	故障表现
			C1C2反接	△θ+0.5°	dθ有0.5°固定偏差
P1～P3依次错接	△θ±0.3°	dθ有±0.3°固定偏差
			P1～P3中两相反接	-△θ	△θ<sub>f</sub>与△θ<sub>s</sub>反向变化

测试结束后，轴角发送系统的故障检测结果通过显示器进行可视化呈现，包括零位误差△θ₀、跟踪误差△θ、同步误差dθ和接线误差等，便于测试人员直观获取检测结果。

本发明提供的一种轴角发送系统故障自动检测方法、系统及装置，采用了基于小波分析的数据分段方法实现了对轴角采集数据的智能分段，剔除了轴角采集数据中的伺服跟踪过程数据，自动实现轴角采集数据与轴角发送数据的对齐处理，解决了决现有的故障诊断方法依靠人工进行数据分段分析、耗时耗力的问题；在实现数据自动对齐的基础上，采用故障自动检测算法实现对自整角机、旋转变压器故障的自动诊断；数据处理过程简单高效，且通过标准化的判断过程实现了轴角发送系统故障的自动和快速诊断，节约人力资源。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴角发送系统故障自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取轴角发送系统在接收到轴角发送数据后产生的轴角采集数据，基于小波分析对所述轴角采集数据进行五层分解并提取出D5阶小波分解数据；

S2：从所述D5阶小波分解数据中提取数据跳突点并还原出所述数据跳突点对应的时域位置，以所述时域位置作为分段点对轴角采集数据进行分段，得到轴角分段数据；

S3：将所述轴角分段数据与所述轴角发送数据进行匹配对齐；

S4：通过计算轴角分段数据与轴角发送数据的差值得到零位误差△θ₀；

其中，i表示接收次数；θ_fi表示轴角发送系统第i次接收的轴角发送数据；θ_si表示轴角发送系统第i次产生的轴角分段数据；

并根据所述零位误差△θ₀计算轴角发送系统的跟踪误差△θ；

△θ＝θ_f-θ_s+△θ₀

其中，θ_f表示轴角发送系统接收的轴角发送数据；θ_s表示轴角发送系统产生的轴角分段数据；

并根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s判断接线误差；

和/或，

根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s计算同步误差dθ，其中，dθ＝△θ_f-△θ_s；并根据所述同步误差dθ和预存的判断依据判断接线误差；

△θ_f＝θ_f(i+1)-θ_fi

△θ_s＝θ_s(i+1)-θ_si

其中，θ_f(i+1)、θ_fi分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次接收的轴角发送数据；

θ_s(i+1)、θ_si分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次产生的轴角分段数据。

2.如权利要求1所述的轴角发送系统故障自动检测方法，其特征在于，步骤S1之前还包括根据设置的数据发送方式生成并发送轴角发送数据的步骤，所述数据发送方式包括自动发送和手动发送；自动发送进入步骤S01；手动发送进入步骤S03；

S01：根据设置参数生成轴角动态数据，所述设置参数包括幅值、初始值和周期数；

S02：将所述轴角动态数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并同步记录发送数值及其对应的发送时间，生成时域位置信息；

S03：根据设置的噪声水平和噪声周期给预设的轴角均值施加噪声并对噪声施加时间进行计数；

S04：当计数值达到噪声周期对应的周期时间数时，将施加噪声后得到的轴角发送数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并记录发送数值及其对应的发送时间，生成时域位置信息；

S05：将计数值清零，返回步骤S03。

3.如权利要求1所述的轴角发送系统故障自动检测方法，其特征在于，步骤S4中，所述判断依据为：

所述同步误差dθ＝0.5°，则判定自整角机的第一磁接线端C1和第二磁接线端C2反接；

所述同步误差dθ＝±0.3°，则判定自整角机的第一整步绕组接线端P1、第二整步绕组接线端P2、第三整步绕组接线端P3依次错接；

所述同步误差dθ＝2△θ_f，则判定自整角机的第一整步绕组接线端P1、第二整步绕组接线端P2、第三整步绕组接线端P3中两相反接。

4.如权利要求2所述的轴角发送系统故障自动检测方法，其特征在于，步骤S1前还包括以下步骤：

S05：根据接收的指令字符串生成轴角模拟信号；

S06：采集轴角发送系统在接收到所述轴角模拟信号后产生的轴角采集数据。

5.一种轴角发送系统故障自动检测系统，包括小波分析模块、数据分段模块、数据对齐模块和计算模块；

所述小波分析模块用于获取轴角发送系统在接收到轴角发送数据后产生的轴角采集数据，基于小波分析对所述轴角采集数据进行五层分解并提取出D5阶小波分解数据；

所述数据分段模块用于从所述D5阶小波分解数据中提取数据跳突点并还原出所述数据跳突点对应的时域位置，以所述时域位置作为分段点对轴角采集数据进行分段，得到轴角分段数据；

所述数据对齐模块用于将所述轴角分段数据与所述轴角发送数据进行匹配对齐；

所述计算模块包括第一计算部和/或第二计算部；

所述第一计算部用于通过计算轴角分段数据与轴角发送数据的差值得到零位误差△θ₀；

其中，i表示接收次数；θ_fi表示轴角发送系统第i次接收的轴角发送数据；θ_si表示轴角发送系统第i次产生的轴角分段数据；

并根据所述零位误差△θ₀计算轴角发送系统的跟踪误差△θ；

△θ＝θ_f-θ_s+△θ₀

其中，θ_f表示轴角发送系统接收的轴角发送数据；θ_s表示轴角发送系统产生的轴角分段数据；

并根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s判断接线误差；

所述第二计算部用于根据轴角发送数据的变化量△θ_f、轴角分段数据的变化量△θ_s计算同步误差dθ，其中，dθ＝△θ_f-△θ_s；并根据所述同步误差dθ和预存的判断依据判断接线误差；

△θ_f＝θ_f(i+1)-θ_fi

△θ_s＝θ_s(i+1)-θ_si

其中，θ_f(i+1)、θ_fi分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次接收的轴角发送数据；

θ_s(i+1)、θ_si分别表示轴角发送系统第i+1次、第i次产生的轴角分段数据。

6.如权利要求5所述的轴角发送系统故障自动检测系统，其特征在于，还包括数据发送模块，用于根据设置的数据发送方式生成并发送轴角发送数据；所述数据发送方式包括自动发送和手动发送；

自动发送时，数据发送模块根据设置参数生成轴角动态数据，所述设置参数包括幅值、初始值和周期数；将所述轴角动态数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并同步记录发送数值及其对应的发送时间以生成时域位置信息；

手动发送时，数据发送模块根据设置的噪声水平和噪声周期给预设的轴角均值施加噪声并对噪声施加时间进行计数；当计数值达到噪声周期对应的周期时间数时，将施加噪声后得到的轴角发送数据按航向形式生成指令字符串，发送所述指令字符串并同步记录发送数值及其对应的发送时间以生成时域位置信息；计数值清零并重新开始计数。

7.一种轴角发送系统故障自动检测装置，包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序；

所述计算器程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述方法的步骤。

8.如权利要求7所述的轴角发送系统故障自动检测装置，其特征在于，还包括模拟信息发送装置和模拟信息采集装置；

所述模拟信息发送装置用于根据处理器发送的指令字符串生成轴角模拟信号；

所述模拟信息采集装置用于采集轴角发送系统在接收到所述轴角模拟信号后产生的轴角采集数据。

9.如权利要求8所述的轴角发送系统故障自动检测装置，其特征在于，还包括串口通讯模块和CAN通讯模块，分别用于实现处理器与模拟信息发送装置、模拟信息采集装置之间的数据传输。

10.如权利要求8所述的轴角发送系统故障自动检测装置，其特征在于，所述模拟信息发送装置包括单片机和固态发送模块，所述单片机用于根据接收的处理器的控制指令控制所述固态发送模块生成与指令字符串对应的轴角模拟信号。