CN110826020B - 一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法和系统 - Google Patents

一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法和系统，该方法包括：获取液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件；对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构，得到重构数据；对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告；其中，所述结论报告，包括：曲线图文档、起动峰值统计表、倍频统计表、总均方根值统计表和极值统计表。本发明自动对试车过程中采集的振动和脉动压力信号进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并生成统计表和曲线图文档，解决了手动方式分析试车数据带来的费时费力问题，提高了数据分析效率。

Description

一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法和系统
技术领域
本发明属于航天试验技术领域，尤其涉及一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法和系统。
背景技术
液体火箭发动机在地面进行热试车时，为了获取试车过程中发动机的动态特性，通常需要在发动机上布置大量的加速度和压力传感器以测量振动和脉动压力信号。当对这些振动和脉动压力信号进行分析时，常用的方法为：在数据采集与分析商业软件中，按不同工况截取时域数据，设置分析参数后进行频谱分析，然后在时域图或频域图上手动查找和标注峰值、极值、基频、倍频等，最后将统计数据制作成表格，并将时域、频域图逐一拷贝到文档中，对每幅曲线图添加图头信息。该处理过程截取时域数据和进行频谱分析时采用商业软件效率高，但统计数据和制作表格时却需要针对每一工况每一通道进行手动操作，效率极为低下。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法和系统，自动对试车过程中采集的振动和脉动压力信号进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并生成统计表和曲线图文档，解决手动方式分析试车数据带来的费时费力问题，提高数据分析效率。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法，包括：
获取液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件；
对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构，得到重构数据；
对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告；其中，所述结论报告，包括：曲线图文档、起动峰值统计表、倍频统计表、总均方根值统计表和极值统计表。
相应的，本发明还公开了一种液体火箭发动机热试车数据快速分析系统，包括：
数据读取模块，用于获取液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件；
数据重构模块，用于对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构，得到重构数据；
分析及报告生成模块，用于对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告；其中，所述结论报告，包括：曲线图文档、起动峰值统计表、倍频统计表、总均方根值统计表和极值统计表。
本发明具有以下优点：
本发明公开了一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方案，可用于快速分析液体火箭发动机热试车过程中采集的振动和脉动压力信号，并自动生成统计表和曲线图文档，提高了液体火箭发动机热试车数据分析效率。
附图说明
图1是本发明实施例中一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
如图1，在本实施例中，该液体火箭发动机热试车数据快速分析方法，包括：
步骤101，获取液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件。
在本实施例中，液体火箭发动机热试车数据文件中携带有振动信号和脉动压力信号，液体火箭发动机热试车数据文件为UFF格式数据文件，每个UFF格式数据文件对应一个分析项目且包含所有通道的信号。
在本实施例中，关系文件为一个表格文件；其中，所述表格文件共四列，分别为：用于存储液体火箭发动机热试车数据的第一列、用于存储液体火箭发动机热试车数据对应的分析项目名称的第二列、用于存储通道代号的第三列和用于存储通道代号对应的通道名称的第四列。
步骤102，对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构，得到重构数据。
在本实施例中，对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构的目的之一在于：将液体火箭发动机热试车数据文件各个通道中的测试数据转换为两列。其中，第一列为时间或频率，第二列为振动或脉动压力幅值。
步骤103，对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告。
在本实施例中，起动分析具体可以包括：对液体火箭发动机起动过程的时域信号进行峰值分析；倍频分析具体可以包括：对液体火箭发动机稳态工作过程的倍频搜索和统计；极值分析具体可以包括：对液体火箭发动机稳态工作过程的极值搜索和统计；总能量分析具体可以包括：对液体火箭发动机工作全过程的总能量分析。其中，所述结论报告包括但不仅限于：曲线图文档、起动峰值统计表、倍频统计表、总均方根值统计表和极值统计表。
实施例2
在本发明的一优选实施例中，该液体火箭发动机热试车数据快速分析方法还包括：设置分析参数。其中，所述分析参数，包括：起动分析参数、倍频分析参数、极值分析参数和总能量分析参数。
优选的，起动分析参数，包括：时间区间和峰值保留小数位数。倍频分析参数，包括：时间区间、频率区间、基频及其搜索间隔、倍频及其搜索间隔、倍频保留小数位数。极值分析参数，包括：时间区间、频率区间、极值数及其搜索间隔、极值保留小数位数。总能量分析参数，包括：时间区间和频率区间。
优选的，设置起动分析参数时，根据信号预览图采用交互方式设置基频及其搜索间隔；设置倍频分析参数时，基频搜索间隔单位为Hz，倍频搜索间隔单位为％，倍频的设置采用“-”进行分隔(如设置为“2-4-8-12”表示需要分析的倍频为2倍频、4倍频、8倍频和12倍频)；设置极值分析参数时，极值搜索间隔单位为％。具体的：可以根据步骤设置的基频及其搜索间隔在“基频±基频搜索间隔”频率范围内搜索信号幅值最大值对应的频率作为基频，根据设置的倍频及其搜索间隔分别搜索各个倍频在“倍频±倍频×倍频搜索间隔”频率范围内信号幅值最大值对应的频率作为倍频。
在本发明的一优选实施例中，可以按照设置的起动分析参数进行起动分析，保存起动峰值统计值和起动分析曲线图，并在曲线图上标注峰值；按照设置的倍频分析参数进行倍频分析，保存倍频统计值和倍频分析曲线图，并在曲线图上标注倍频；按照设置的极值分析参数进行极值分析，保存极值统计值和极值分析曲线图，并在曲线图上标注极值；按照设置的总能量分析参数进行总能量分析，保存总能量分析曲线图。进一步的，读取保存的起动峰值统计值、倍频统计值和极值统计值，分别生成对应的起动峰值统计表格文件、倍频统计表格文件和极值统计表格文件；读取保存的起动分析曲线图、倍频分析曲线图、极值分析曲线图和总能量分析曲线图，生成一个曲线图文档文件，并对曲线图文档文件中的每幅曲线图添加图头信息。
实施例3
在本实施例中，结合一个具体实例进行说明。
该液体火箭发动机热试车数据快速分析方法的实现流程可以如下：
(1)建立一个XLS格式的表格，表格共四列，第一、二列分别为数据文件及其对应的分析项目名称，第三、四列分别为通道代号及其对应的通道名称；
(2)在热试车数据分析软件中导入UFF格式的数据文件和步骤1)建立的表格文件；
(3)在数据文件列表中选择任意一个文件，选择分析项目类型并进行相应的参数设置，其中起动分析参数包括时间区间和峰值保留小数位数，倍频分析参数包括时间区间、频率区间、基频及其搜索间隔、倍频及其搜索间隔、倍频保留小数位数，极值分析参数包括时间区间、频率区间、极值数及其搜索间隔、极值保留小数位数，总能量分析参数包括时间区间和频率区间，参数确认无误后，单击“设置”按钮，软件将当前选中的数据文件及其设置的参数保存；
(4)对所有数据文件进行步骤3)的操作，当所有数据文件设置完成后，单击“导出”按钮，软件将自动根据每个数据文件设置的参数进行分析，最后生成统计表和曲线图文档。
实施例4
在上述实施例的基础上，本发明还公开了一种液体火箭发动机热试车数据快速分析系统，包括：数据读取模块，用于获取液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件；数据重构模块，用于对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构，得到重构数据；分析及报告生成模块，用于对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告；其中，所述结论报告，包括：曲线图文档、起动峰值统计表、倍频统计表、总均方根值统计表和极值统计表。
对于系统实施例而言，由于其与方法实施例相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例部分的说明即可。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种液体火箭发动机热试车数据快速分析方法，其特征在于，包括：
获取液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件；
对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构，得到重构数据；
对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告；其中，所述结论报告，包括：曲线图文档、起动峰值统计表、倍频统计表、总均方根值统计表和极值统计表；
设置分析参数；其中，所述分析参数，包括：起动分析参数、倍频分析参数、极值分析参数和总能量分析参数；其中，起动分析参数，包括：时间区间和峰值保留小数位数；倍频分析参数，包括：时间区间、频率区间、基频及其搜索间隔、倍频及其搜索间隔、倍频保留小数位数；极值分析参数，包括：时间区间、频率区间、极值数及其搜索间隔、极值保留小数位数；总能量分析参数，包括：时间区间和频率区间；
其中：
起动分析，包括：对液体火箭发动机起动过程的时域信号进行峰值分析；倍频分析，包括：对液体火箭发动机稳态工作过程的倍频搜索和统计；极值分析，包括：对液体火箭发动机稳态工作过程的极值搜索和统计；总能量分析，包括：对液体火箭发动机工作全过程的总能量分析；
液体火箭发动机热试车数据文件中携带有振动信号和脉动压力信号，液体火箭发动机热试车数据文件为UFF格式数据文件，每个UFF格式数据文件对应一个分析项目且包含所有通道的信号；
关系文件为一个表格文件；其中，所述表格文件共四列，分别为：用于存储液体火箭发动机热试车数据的第一列、用于存储液体火箭发动机热试车数据对应的分析项目名称的第二列、用于存储通道代号的第三列和用于存储通道代号对应的通道名称的第四列；
对所述液体火箭发动机热试车数据文件和关系文件进行数据重构，包括：将液体火箭发动机热试车数据文件各个通道中的测试数据转换为两列；其中，第一列为时间或频率，第二列为振动或脉动压力幅值。
2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机热试车数据快速分析方法，其特征在于，对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告，包括：按照设置的起动分析参数进行起动分析，保存起动峰值统计值和起动分析曲线图，并在曲线图上标注峰值；按照设置的倍频分析参数进行倍频分析，保存倍频统计值和倍频分析曲线图，并在曲线图上标注倍频；按照设置的极值分析参数进行极值分析，保存极值统计值和极值分析曲线图，并在曲线图上标注极值；按照设置的总能量分析参数进行总能量分析，保存总能量分析曲线图。
3.根据权利要求2所述的液体火箭发动机热试车数据快速分析方法，其特征在于，对所述重构数据进行起动分析、倍频分析、极值分析和总能量分析，并根据分析结果，生成结论报告，还包括：读取保存的起动峰值统计值、倍频统计值和极值统计值，分别生成对应的起动峰值统计表格文件、倍频统计表格文件和极值统计表格文件；读取保存的起动分析曲线图、倍频分析曲线图、极值分析曲线图和总能量分析曲线图，生成一个曲线图文档文件，并对曲线图文档文件中的每幅曲线图添加图头信息。
4.根据权利要求1所述的液体火箭发动机热试车数据快速分析方法，其特征在于，设置起动分析参数时，根据信号预览图采用交互方式设置基频及其搜索间隔；设置倍频分析参数时，基频搜索间隔单位为Hz，倍频搜索间隔单位为％，倍频的设置采用“-”进行分隔；设置极值分析参数时，极值搜索间隔单位为％。
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