CN114280383A - 一种大型地面站天线的健康检测装置及健康检测方法 - Google Patents

一种大型地面站天线的健康检测装置及健康检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种大型地面站天线的健康检测装置及健康检测方法,其中健康检测装置包括:信息采集单元、信息管理单元和信息交互单元;其中健康检测方法包括:信息采集单元实时采集大型地面站天线的传感器信息,传递给信息管理单元;建立大型地面站天线的故障树模型和故障诊断规则集,依据故障规则集进行推理,实时判断系统故障状态;建立任务执行的检测机制,在任务执行过程中,给出任务各阶段的性能分析;建立天线空闲时段的体检机制,检测系统的体检结果,对系统的综合执行能力进行检测并给出检测结论。利用本发明,可以确立对大型天线的健康监测方法,从而实现天线系统的快速、自动故障定位,检测天线健康状态,降低了系统运维风险和成本。

Description

一种大型地面站天线的健康检测装置及健康检测方法
技术领域
本发明涉及天线领域故障诊断领域,尤其涉及一种大型地面站天线的健康检测装置及健康检测方法。
背景技术
遥感卫星地面站的天线系统一般采用大口径双反射面天线,常见的口径一般为7.3米、12米、15米等。天线系统主要用来完成对遥感卫星的跟踪和信号接收,以及上行信号的测控发射等任务。一般地面站的天线系统包含三个主要的功能分机,分别为天馈单元、伺服单元和结构单元。上述三个功能分机的组成设备众多,连接关系复杂。
随着近年来遥感卫星地面站接收的卫星任务与日俱增,对大型天线系统的维修和维护工作提出了更高的要求。传统的维修保养是基于故障的事后排查和定期检修模式,对天线系统故障的自动、快速定位缺乏有效的手段,严重时还有可能造成天线的长时间停机,直接影响卫星任务的接收。目前的地面站大口径天线系统涉及微波、机械、电气等多个专业复杂领域,属于机电结合一体化的系统,因此对于日常设备修护的人员素质要求也越来越高。由于各个功能单元的组成模块繁杂,维修人员常常无法进行很好的故障定位和状态的检测。如何进行天线系统的快速自动故障监测和故障定位已成为亟待解决的问题。
此外,未来地面站的运行模式将全面向“无人值守”方向发展。天线系统作为遥感卫星地面站的最重要的组成部分之一,在整个地面系统中的地位举足轻重。这使得天线系统的自动故障定位成为保障地面系统可靠运行的重要技术手段。
然而,目前还未有针对大型天线系统的故障监测和诊断的方法及相应装置。建立大型地面站天线故障诊断的装置,确立对于大型天线的故障诊断方法,从而实现天线系统的快速自动故障定位,已成为遥感卫星地面站大型天线系统设计的重点内容。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是提出一种大型地面站天线健康检测装置及健康检测方法。利用本发明,可以确立对大型天线的健康监测方法,从而实现天线系统的快速、自动故障定位,检测天线健康状态,降低了系统运维风险和成本。
本发明的技术方案为:一种大型地面站天线的健康检测装置,包括:
信息采集单元,包括传感器模块和信号转换传输模块,用来采集和获取大型地面站天线内各组成单元中的数据信息;
信息管理单元,包括故障诊断模块、任务检测模块、体检检测模块和数据管理模块,通过对各项数据信息进行解析和处理,实现数据接收及上报、进行状态监测、故障定位、故障诊断和数据存储管理;
信息交互单元,包括设备维管模块、接口通信模块和人机交互模块,用来与上位机进行数据与指令交互,实现数据交互、状态监测及显示、设备维护管理和备品备件管理。
信息采集单元,用来采集和获取大型地面站天线内各组成单元中的数据信息。
信息管理单元,用来进行状态监测、故障定位、故障诊断和数据存储管理等功能的预处理,是天线系统故障监测和故障诊断的核心业务模块。
进一步的,所述信息交互单元,用来与上位机进行数据与指令交互,实现数据交互、状态监测及显示、设备维护管理和备品备件管理等功能。
进一步的,所述的信息采集单元,包括传感器模块和信号转换传输模块。信息采集单元通过汇集天线内的各传感器信息,将各种传感器信号按照一定规则进行形式转换,并传送给信息管理单元。所述的各类型传感信息包括振动信息、电流信息、电压信息、测速信息、温度信息、温湿度信息和噪声信息。
进一步的,所述的信息管理单元,通过各项数据信息的解析和处理,实现数据接收及上报、内部状态监测、数据记录和故障诊断、天线执行任务检测、天线体检检测等功能。
具体的,所述的数据接收功能,是通过采集各传感器信息,接收天线控制单元(ACU)上报的数据,接收天线健康管理终端指令。
所述的数据上报功能,包括原始数据实时及查询上报、诊断结果实时及查询上报、任务检测、体检结果等数据上报。
所述的内部状态监测功能,该状态监测功能是指将传感器采集的信息进行内部监测,包括完成各项数据信息的监测及解析;
所述的数据记录功能,包括常规原始数据记录、故障诊断结果记录、任务检测记录及体检记录;
所述的数据上报功能、状态检测功能及数据记录功能由数据管理模块负责实现;
所述的故障诊断功能,是通过建立故障诊断规则及,提供参数管理,基于规则推理进行实时故障诊断;
所述的故障诊断功能由故障诊断模块负责实现。
所述的任务检测功能,是通过建立任务执行的检测机制,在任务执行过程中,针对不同任务阶段提取天线相应的特征数据,给出任务各阶段的性能分析;
所述的天线执行任务检测功能由任务检测模块负责实现。
所述的天线体检检测功能,是通过建立天线空闲时段的体检机制,依据设计指标或历史标定数据对执行的体检数据进行分析,检测系统的体检结果。
所述的天线体检检测功能由体检检测模块负责实现。
信息交互单元,主要用来与上位机进行数据与指令交互,实现数据交互、状态监测及显示、设备维护管理和备品备件管理等功能;
所述的数据交互功能,是与上位机及信息管理模块进行数据交互,获取信息管理模块上报的原始数据、故障状态、任务检测数据和天线体检数据,响应上位机的查询指令,完成实时故障状态的上报;
所述的状态监测及显示功能,是通过完成各项状态数据信息的解析,完成人机界面状态的显示刷新,具备故障告警、诊断结果的信息显示功能。
维管模块主要负责建立天线中各设备的维护历史记录,包括维护时间、维护内容、维护结果、维护人员及补充说明等信息。
接口通信模块主要完成与信息管理单元以及上位机的指令和数据交互。
人机交互模块用于提供人机交互界面,提供相应的故障告警、天线任务检测和天线体检检测的显示,提供通信接口的管理。
根据本发明的另一方面,提出一种大型地面站天线健康检测方法,包括:
步骤1.信息采集单元实时采集大型地面站天线监测点的各类型传感器信息,将各类型传感器信息形式按照规则转换为统一形式的数据信息传递给信息管理单元;
步骤2.信息管理单元对信息采集单元上报的数据信息,进行数据解析并实时显示数据信息;
步骤3.建立大型地面站天线的故障树模型和故障诊断规则集,结合输入的数据信息,故障诊断模块依据故障规则集进行推理,实时判断系统故障状态;
步骤4.建立任务执行的性能检测机制,在任务执行过程中,任务检测模块进行性能监测,针对不同任务阶段提取相应的特征数据,给出任务各阶段的性能分析;所述的任务特征数据,是任务执行过程中的任务检测信息和任务信息,其中,任务信息包括轨道文件名、最高仰角;任务检测信息包括任务阶段标识、捕获超调量、捕获稳态时间和捕获振动次数;
步骤5.建立天线空闲时段的体检机制,由体检检测模块执行体检过程,依据设计指标或历史标定数据对天线的体检数据进行分析,检测系统的体检结果;所述的天线体检数据,包括体检项目标识、体检参数标识、体检过程标识、阶跃超调量、阶跃稳态时间、阶跃振荡次数和跟踪精度;
步骤6.由信息交互单元对出现的故障予以告警并提示可能的故障原因,对系统的综合执行能力进行检测并给出检测结论。
所述的建立任务执行的检测机制,在任务执行过程中,针对任务不同阶段提取相应的特征数据,包括天线置位信息、自跟踪、归零过程中的角度、速度、电流值,以及捕获过程中的超调量、稳态时间、振荡次数。结合历史录入的参考值进行特征值比对及位置、速度、电流曲线拟合度比对,给出任务各阶段的性能检测,进而综合得到任务级别下的检测结果。
有益效果:
本发明立足于卫星地面站数据接收系统的实际工程需求,建立了针对大型地面站天线健康检测装置,并提出了相应的健康检测方法。利用上述根据本发明的大型地面站天线健康检测装置及健康检测方法,可以在地面站进行数据接收和运行的过程中,实时获取天线系统的各项监测数据信息,经过分析处理,支持实时故障诊断告警、任务状态检测体制及天线体检检测体制,从而对天线系统的综合状态提供有力支持,为天线维修维护提供了可靠的技术手段,同时保障了卫星地面站的可靠稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例的大型地面站天线的健康检测装置的组成逻辑示意图;
图2为本发明实施例的大型地面站天线的健康检测方法步骤流程示意图;
图3为本发明实施例中的大型地面站天线故障树模型示意图;
图4为本发明实施例中的大型地面站天线的时码编码单元故障树模型示意图;
图5为本发明实施例中的大型地面站天线的控制单元故障树模型示意图;
图6为本发明实施例中的天线执行任务能力检测流程图;
图7为本发明实施例中的天线体检检测流程图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的大型地面站天线健康检测装置及健康检测方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。此外,在本说明书中,附图未按比例画出,并且相同的附图标记表示相同的部分。
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
如图1所示,本发明提供的大型地面站天线的健康检测装置,包括:
信息采集单元,包括传感器模块和信号转换传输模块,用来采集和获取大型地面站天线内各组成单元中的数据信息;
信息管理单元,包括故障诊断模块、任务检测模块、体检检测模块和数据管理模块,通过对各项数据信息进行解析和处理,实现数据接收及上报、进行状态监测、故障定位、故障诊断和数据存储管理;
信息交互单元,包括设备维管模块、接口通信模块和人机交互模块,用来与上位机进行数据与指令交互,实现数据交互、状态监测及显示、设备维护管理和备品备件管理。
为了更加清晰地阐述本发明的技术方案,下面对组成单元及各单元所属模块予以说明。
信息采集单元用于完成对部署在天线各处传感器模块信息的汇集,将不同传感器模块不同接口形式的信息按照一定规则进行转换后传送至信息管理单元。
传感器模块用于采集大型地面站天线的健康监测信息,包括振动传感器模块、电流传感器模块、电压传感器模块、测速传感器模块、温度传感器模块、温湿度传感器模块和噪声传感器模块。
振动传感器模块,安装在大型地面站天线的传动链上,用来监测传动链的异常振动,产生振动信息;电流传感器模块,安装在大型地面站天线的电机上,用来监测电机的电流大小,产生电流信息;电压传感器模块,安装在大型地面站天线的电机上,用来监测电机的电压大小,产生电压信息;测速传感器模块,安装在大型地面站天线的电机上,用来监测电机的转速,产生测速信息;温度传感器模块,安装在大型地面站天线的传动链上,用来监测电机和减速箱的温度,产生温度信息;温湿度传感器模块,安装在大型地面站天线的舱室、中心体和塔基内,用来监测舱室、中心体和塔基内的温湿度,产生温湿度信息;噪声传感器模块,安装在大型地面站天线的舱室内,用来监测各舱室的环境噪声,产生噪声信息。
本发明实施例中信息采集单元所能获取的健康监测信息内容如表1所示。
表1信息采集模块所获取的健康监测信息表
Figure BDA0003438720420000051
Figure BDA0003438720420000061
所述信号转换传输模块用于将不同传感器模块产生的串口或模拟信号形式按照规则转换为统一的网络形式的数据信息进行传输。
信息管理单元用于对各项转换后的数据信息的解析和处理,实现数据接收及上报、状态监测及显示、数据记录和故障诊断等功能。
任务检测模块依据下达的任务标识及提取的特征信息,并结合常规实时健康监测信息,对任务各阶段执行情况及综合任务能力进行检测。
进一步地,任务检测模块提取的特征信息如表2所示:
表2任务检测特征信息表
序号 特征信息 范围 备注
1 轨道文件名 SAT_YYYYMMDDhhmmss_hhmmss 任务信息
2 最高仰角 0~90
3 任务阶段标识 0~7 监测信息
4 捕获超调量 0~50%
5 捕获稳态时间 0~50s
6 捕获振动次数 0~50次
体检检测模块依据下达的体检标识及提取的特征信息,并结合常规实时健康监测信息,对天线体检各项目完成结果及综合性能进行检测。
进一步地,体检检测模块提取的特征信息如表3所示:
表3体检检测特征值信息表
Figure BDA0003438720420000071
数据管理管理模块用于实现原始健康监测数据、任务检测数据、天线体检数据等的存储和管理。
信息交互单元用于完成与上位机之间的数据/指令交互,实现数据交互、状态监测及显示、设备维护管理和备品备件管理等功能。
维管模块主要负责建立天线中各设备的维护历史记录,包括维护时间、维护内容、维护结果、维护人员及补充说明等信息。
接口通信模块主要完成与信息管理单元以及上位机的指令和数据交互。
人机交互模块用于提供人机交互界面,提供相应的故障告警、天线任务检测和天线体检检测的显示,提供通信接口的管理。
图2给出了本发明实施例提供的大型地面站天线健康检测方法,具体步骤流程如下:
a.信息采集单元实时采集大型地面站天线的传感器信息,将各类型信息形式按照规则转换为统一形式传递给信息管理单元;
b.建立大型地面站天线的监测点,实时采集各监测点上报的数据信息,进行数据解析并实时显示;
c.建立大型地面站天线的故障树模型和故障诊断规则集,依据故障规则集进行推理,实时判断系统故障状态;
d.建立任务执行的检测机制,在任务执行过程中,针对不同任务阶段提取相应的特征数据,给出任务各阶段的性能分析;
e.建立天线空闲时段的体检机制,依据设计指标或历史标定数据对执行的体检数据进行分析,检测系统的体检结果;
f.对出现的故障予以告警并提示可能的故障原因,对系统的综合执行能力进行检测并给出检测结论。
图3给出了本发明实施例中大型地面站天线的故障树模型,由于天线故障树模型较为复杂,因此图3-5分别给出了相应叶节点下的一级子节点、二级子节点、三级子节点的故障树模型。
本发明实施例中对应故障树模型的末级节点的故障诊断基于规则推理的方法进行,本发明提出了在推理过程中主要考虑的故障规则如下,包括:
1、角度跳码
计算当前角度与前次测角误差,角度差大于天线最大速度;
2、时间跳秒
判断时间信息连续性;
3、天线运行失控
根据编码角度计算天线角度,持续超过设定的转速门限;
4、天线工作异常振荡
电流变化幅度,持续超过设定的幅度门限且极性翻转;
5、各单元链路通断故障
超过设定时间收不到组播数据;
6、过零开关故障
跳码且前后两次角度绝对值相加约360°;
在设定的角度范围内,过零开关状态变化次数超过设定的跳变次数门限;
7、限位开关故障
在设定角度范围以外,有限位状态;
依据软限位-预限位-终限位逻辑逐级判断;
在设定时间内开关状态变化次数,超过设定的跳变次数门限;
8、限位状态
直接由天线控制单元上报;
9、驱动故障
直接由数字驱动器上报;
10、双链不一致
双链电流差,持续超过设定时间门限;
11、传动链卡滞
测速传感器模块反馈信息,持续时间低于设定门限,且电流传感器模块反馈信息,持续时间大于设定门限;
温度传感器模块反馈信息,持续时间大于设定门限,且电流传感器模块反馈信息,持续时间大于设定门限;
12、摩擦离合器打滑
电机测速传感器反馈信息计算测速反馈绝对差值,持续时间大于设定门限;
13、插拔锁故障
超时判定;
14、各舱温湿度过高
温湿度传感器模块反馈信息,持续时间超过设定门限。
本发明实施例中建立的任务执行的性能检测,是依据天线各阶段的特征值同历史标定数据比对得到各阶段的检测结果,进而综合得到天线执行任务的能力检测结果。
根据本发明的一个实施例,对故障树模型举例说明如下。
根据图4所示的BT&PDU故障树,TD节点所述的跳码,其具体的故障诊断的输入、处理、输出及参数需求分别为:
输入:ACU常规监测信息中的天线实时角度信息或角度跳码状态。
处理:每秒计算Az/El/Til的当前角度与前次角度测量的误差,若角度大于天线最大速度则判定TD节点故障。
参数:最大速度。
故障定位:Az跳码/El跳码/Til跳码,分别对应故障树节点TD1/TD2/TD3;当TD1/TD2/TD3任意一节点出现故障,则TC1即为故障;当TC1/TC2任意一节点出现故障,则BT/PDU故障。
根据图5所示的ACU故障树,除TD5外其他子节点的故障诊断的输入均为常规监测信息,其具体的处理、输出及参数需求不在此处展开。TD5所述的天线震荡故障,其具体的故障诊断的输入、处理、输出及参数需求分别为:
输入:电流传感器监测并采集的振动信息。
处理:电机电流反馈与前次采样值求差,统计设定时间内,电流变化幅度超门限且极性发生反转的次数,若统计次数超门限则判定。
参数:统计时间、幅度门限、次数门限。
故障定位:天线工作异常震荡,对应故障树节点TD5。
图6为本发明实施例中的天线执行任务能力检测流程,具体步骤如下:
a.在任务开始前一段时间,天线按照要求开始置位,开始收集置位阶段的角度、速度和电流数据,否则,将持续等待;
b.在任务开始前一段时间,天线按照要求完成置位,完成置位阶段的数据收集;
c.任务开始后,若置位阶段不超时,天线进入捕获阶段,收集捕获特征数据,否则,则,将持续等待;
d.任务开始后,收集自跟踪阶段的角度、速度和电流数据,直至跟踪结束,完成跟踪阶段数据收集;
e.任务结束后,天线按照要求开始归零,开始收集归零阶段的角度、速度、电流数据,否则,将持续等待;
f.天线完成归零后,完成归零阶段的数据收集;
g.进行数据比对分析,检测天线执行本次任务的结果。
根据本发明的一个优选实施例,任务执行阶段分为置位阶段、捕获阶段、自跟踪阶段和归零阶段。
具体地,对于置位阶段、自跟踪阶段和归零阶段的数据检测,以角度、速度、和电流的曲线趋势进行分析,通过对比历史参考值,针对角度、速度和电流的一致性进行检测;对于捕获阶段的数据检测,以捕获特征值进行分析,通过对比历史参考值,针对捕获阶段的超调量、稳态时间和振荡次数进行检测。
图7为本发明实施例中的天线执行体检检测流程,具体步骤如下:
a.选择天线空闲时段,启动天线体检;
b.体检开始,执行阶跃特性检查,获取体检参数及角度和阶跃特性检查特征数据;结束阶跃特性检查体检项;
c.执行等速检查,获取体检参数及速度和电流数据,结束等速检查项;
d.执行单链检查,获取体检参数及电流数据,结束单链检查体检项;
e.执行运行范围检查,获取体检参数及特征值,获取体检参数及特征数据,结束运行范围检查体检项;
f.执行极化检查,获取体检参数并计时,结束极化检查体检项;
g.执行对星检查,获取体检参数及特征数据,结束对星检查体检项;
h.体检结束,进行数据比对分析,得到体检检测结果。
具体地,天线体检项目如表4所示:
表4天线体检项目汇总表
Figure BDA0003438720420000111
阶跃特性检查的检测方法在于,通过测试结果对比设计值,结合振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性振动等结论,并加权整合得到阶跃特性检查检测结果。
等速检查的检测方法在于,针对体检过程中的指令、速度、电流数据进行计算,同设计指标对比速度环增益和折算出的最大速度,并统计两个传动链之间的电流偏差,同时结合振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性震动等结论,并加权整合得到等速运行检查检测结果。
单链检查的检测方法在于,针对体检过程中的电流数据进行统计计算,同设计指标对比并统计两个传动链之间的电流偏差,同时结合振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性震动等结论,并加权整合得到单电机检查检测结果。
运动范围检查的检测方法在于,通过测试结果对比设计指标,结合过零、限位开关状态监测,并辅助振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性震动等结论,加权整合得到运动范围检查检测结果。
极化控制检查的检测方法在于,通过控制时间对比标定结果,给出测试结果、偏差量级等结论。
对星检查的检测方法在于,通过特征值对比设计指标,结合目标位置同跟踪角度差的计算,给出测试结果、偏差量级等结论。
进一步地,在进行上述体检项目检测后,通过加权整合,得到体检综合检测结果,完成大型地面站天线的健康检测。
通过上述技术方案以及实施例的描述可以看出,本发明提供的大型地面站天线的健康检测装置及健康检测方法,能够针对地面站天线的特点,实时获取、显示系统中的故障信息,并结合任务性能检测和天线体检检测,系统地对天线的健康状态作出了有力分析,提前了解和把握天线的运行效能,进一步降低了系统运维风险和成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型地面站天线的健康检测装置,其特征在于,包括:
信息采集单元,包括传感器模块和信号转换传输模块,用来采集和获取大型地面站天线内各组成单元中的数据信息;
信息管理单元,包括故障诊断模块、任务检测模块、体检检测模块和数据管理模块,通过对各项数据信息进行解析和处理,实现数据接收及上报、进行状态监测、故障定位、故障诊断和数据存储管理;
信息交互单元,包括设备维管模块、接口通信模块和人机交互模块,用来与上位机进行数据与指令交互,实现数据交互、状态监测及显示、设备维护管理和备品备件管理。
2.一种大型地面站天线的健康检测方法,利用权利要求1所述的装置,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1.信息采集单元实时采集大型地面站天线监测点的各类型传感器信息,将各类型传感器信息形式按照规则转换为统一形式的数据信息传递给信息管理单元;
步骤2.信息管理单元对信息采集单元上报的数据信息,进行数据解析并实时显示数据信息;
步骤3.建立大型地面站天线的故障树模型和故障诊断规则集,结合输入的数据信息,故障诊断模块依据故障规则集进行推理,实时判断系统故障状态;
步骤4.建立任务执行的性能检测机制,在任务执行过程中,任务检测模块进行性能检测,针对不同任务阶段提取相应的特征数据,给出任务各阶段的性能分析;所述的任务特征数据,是任务执行过程中的任务检测信息和任务信息,其中,任务信息包括轨道文件名和最高仰角;任务检测信息包括任务阶段标识、捕获超调量、捕获稳态时间和捕获振荡次数;
步骤5.建立天线空闲时段的体检机制,由体检检测模块执行体检过程,依据设计指标或历史标定数据对天线的体检数据进行分析,检测系统的体检结果;所述的天线体检数据,包括体检项目标识、体检参数标识、体检过程标识、阶跃超调量、阶跃稳态时间、阶跃振荡次数和跟踪精度;
步骤6.由信息交互单元对出现的故障予以告警并提示可能的故障原因,对系统的综合执行能力进行检测并给出检测结论。
3.根据权利要求2所述的一种大型地面站天线的健康检测方法,其特征在于,所述步骤3,故障树模型的故障诊断基于规则推理的方法。
4.根据权利要求2所述的一种大型地面站天线的健康检测方法,其特征在于,所述步骤4,任务执行的性能检测,是依据天线各阶段的特征值同历史标定数据比对得到各阶段的检测结果,进而综合得到天线执行任务的能力检测结果;所述针对任务不同阶段提取相应的特征数据,包括天线置位信息、自跟踪、归零过程中的角度、归零过程中的速度、归零过程中的电流值,以及捕获过程中的超调量、稳态时间、振荡次数,结合历史录入的参考值进行特征值比对及位置、速度、电流曲线拟合度比对,给出任务各阶段的性能检测,进而综合得到任务级别下的检测结果。
5.根据权利要求2所述的一种大型地面站天线的健康检测方法,其特征在于,所述步骤5,由体检检测模块执行体检过程,依据下达的体检标识及特征信息,并结合常规实时健康监测信息,对天线体检各项目完成结果及综合性能进行检测;体检项目,包括阶跃特性检查、等速检查、单链检查、运动范围检查、极化控制检查和对星检查。
6.根据权利要求4所述的一种大型地面站天线的健康检测方法,其特征在于:所述步骤4,任务执行的性能检测,具体步骤如下:
a.在任务开始前一段时间,天线按照要求开始置位,开始收集置位阶段的角度、速度和电流数据,否则,将持续等待;
b.在任务开始前一段时间,天线按照要求完成置位,完成置位阶段的数据收集;
c.任务开始后,若置位阶段不超时,天线进入捕获阶段,收集捕获特征数据,否则,将持续等待;
d.任务开始后,收集自跟踪阶段的角度、速度和电流数据,直至跟踪结束,完成跟踪阶段数据收集;
e.任务结束后,天线按照要求开始归零,开始收集归零阶段的角度、速度、电流数据,否则,将持续等待;
f.天线完成归零后,完成归零阶段的数据收集;
g.进行数据比对分析,检测天线执行本次任务的结果。
7.根据权利要求6所述的一种大型地面站天线的健康检测方法,其特征在于:所述任务执行阶段分为置位阶段、捕获阶段、自跟踪阶段和归零阶段;
对于置位阶段、自跟踪阶段和归零阶段的数据检测,以角度、速度、和电流的曲线趋势进行分析,通过对比历史参考值,针对角度、速度和电流的一致性进行检测;对于捕获阶段的数据检测,以捕获特征值进行分析,通过对比历史参考值,针对捕获阶段的超调量、稳态时间和振荡次数进行检测。
8.根据权利要求4所述的一种大型地面站天线的健康检测方法,其特征在于:所述步骤5天线体检检测模块执行体检过程,具体步骤如下:
a.选择天线空闲时段,启动天线体检;
b.体检开始,执行阶跃特性检查,获取体检参数及角度和阶跃特性检查特征数据;结束阶跃特性检查体检项;
c.执行等速检查,获取体检参数及速度和电流数据,结束等速检查项;
d.执行单链检查,获取体检参数及电流数据,结束单链检查体检项;
e.执行运行范围检查,获取体检参数及特征数据,结束运行范围检查体检项;
f.执行极化检查,获取体检参数并计时,结束极化检查体检项;
g.执行对星检查,获取体检参数及特征数据,结束对星检查体检项;
h.体检结束,进行数据比对分析,得到体检检测结果。
9.根据权利要求8所述的一种大型地面站天线的健康检测方法,其特征在于,
所述单链检查,针对体检过程中的电流数据进行统计计算,同设计指标对比并统计两个传动链之间的电流数据偏差,同时结合振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性震动的结论,并加权整合得到单电机检查检测结果;
所述阶跃特性检查,是通过检测测试结果对比设计值,结合振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性振动的结论,并加权整合得到阶跃特性检查检测结果;
所述等速检查,是针对体检过程中的指令、速度、电流数据进行计算,同设计指标对比速度环增益和折算出的最大速度,并统计两个传动链之间的电流数据偏差,同时结合振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性振动的结论,并加权整合得到等速检查检测结果;
所述运行范围检查,是通过测试结果对比设计指标,结合过零、限位开关状态监测,并辅助振动量采集样本峭度指标,给出测试结果、偏差量级、是否有冲击性振动的结论,加权整合得到运行范围检查检测结果;
所述极化检查,是通过控制时间对比标定结果,给出测试结果、偏差量级结论;
所述对星检查的检测方法,是通过特征值对比设计指标,结合目标位置同跟踪角度差的计算,给出测试结果、偏差量级结论。
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