本發明專利技術涉及一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統及方法，該系統包括分布式采集單元、數據傳輸單元和工藝參數在線預警單元；分布式采集單元具有多個輸入端；分布式采集單元的輸出端與數據傳輸單元的輸入端連接；數據傳輸單元的輸出端與工藝參數在線預警單元的輸入端連接；工藝參數在線預警單元的輸出端與外部的工位連接，工藝參數在線預警單元用于根據狀態數據判斷火箭發動機試驗系統是否存在故障，或即將出現故障；若判斷存在故障或即將出現故障，則向工位發送報警信息；若判斷不存在故障，則不輸出信息。本發明專利技術通過較少的數據采集點對多種故障狀態預判，同時可有效避免環境因素的干擾，確保判斷的準確度，可以提前進行故障預警。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種監測系統，具體涉及一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統及基于該全流程狀態監測系統的方法。
技術介紹
1、發動機作為火箭的動力裝置，是火箭的心臟，其工作性能的好壞對整個火箭的工作起著決定性作用。火箭發動機中各個部件是否能夠正常工作均影響著發動機是否能夠正常工作，因此，需要對火箭發動機中的各個部件進行地面試驗，從而確保火箭發動機能夠正常工作。
2、在進行地面試驗時，通常采用火箭發動機試驗系統對火箭發動機進行試驗測試，火箭發動機試驗系統的風險因素眾多，因此需要對火箭發動機試驗系統的全流程狀態進行精準感知與掌控，從而在火箭發動機出現故障時，可以精準感知和識別。然而，現有火箭發動機試驗系統的狀態監測系統由于過度依賴傳感器響應，監測精度較低，已經難以滿足高精度的試驗需求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是解決現有火箭發動機試驗系統的狀態監測系統由于過度依賴傳感器響應，監測精度較低，已經難以滿足高精度試驗需求的技術問題，而提供一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統及方法。
2、為實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案為：
3、一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特殊之處在于：
4、包括分布式采集單元、數據傳輸單元和工藝參數在線預警單元；
5、所述分布式采集單元具有多個輸入端，用于分別獲取火箭發動機試驗系統不同待監測點處的狀態數據；所述分布式采集單元的輸出端與數據傳輸單元的輸入端連接；
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p>6、所述數據傳輸單元的輸出端與工藝參數在線預警單元的輸入端連接，用于將獲取的狀態數據輸送至工藝參數在線預警單元；7、所述工藝參數在線預警單元的輸出端與外部的工位連接，工藝參數在線預警單元用于根據狀態數據判斷火箭發動機試驗系統是否存在故障，或即將出現故障；若判斷火箭發動機試驗系統存在故障或即將出現故障，則向工位發送報警信息；若判斷火箭發動機試驗系統不存在故障，則不輸出信息。
8、進一步地，所述分布式采集單元包括多個數據傳感器；多個所述數據傳感器的采集端分別作為分布式采集單元的多個輸入端，安裝于火箭發動機試驗系統不同待監測點處；
9、所述數據傳輸單元包括廣播數據傳輸單元和工藝參數采集單元；
10、所述工藝參數采集單元的第一輸入端與多個數據傳感器的第一輸出端連接，作為正常數據傳輸線路；
11、所述廣播數據傳輸單元的多個輸入端分別與多個數據傳感器的第二輸出端連接，輸出端與工藝參數采集單元的第二輸入端連接，用于將采集的狀態數據通過廣播傳輸給工藝參數采集單元，作為極端惡略環境下的關鍵數據傳輸線路；
12、所述工藝參數采集單元的輸出端與工藝參數在線預警單元的輸入端連接。
13、進一步地，所述廣播數據傳輸單元包括多個數據處理模塊；
14、多個所述數據處理模塊的輸入端分別作為廣播數據傳輸單元的多個輸入端，與多個數據傳感器的第二輸出端連接，用于對接收到的狀態數據進行關鍵數據提取，簡化狀態數據；
15、各個所述數據處理模塊的信號端之間相互接收其它數據處理模塊輸出端廣播傳輸的簡化后狀態數據，分別將其接收到的所有簡化后狀態數據進行整合后，通過各自的輸出端將整合的簡化后狀態數據分別廣播傳輸至工藝參數采集單元。
16、同時本專利技術提供了一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測方法，基于前述的一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特殊之處在于，包括以下步驟：
17、步驟1、通過分布式采集單元獲取不同待監測點處的狀態數據；
18、步驟2、通過數據傳輸單元將獲取的狀態數據傳輸至工藝參數在線預警單元；
19、步驟3、通過工藝參數在線預警單元根據狀態數據判斷火箭發動機試驗系統是否存在故障，或即將出現故障；當判斷火箭發動機試驗系統存在故障或即將出現故障時，則向工位發送報警信息；當判斷火箭發動機試驗系統不存在故障時，則不輸出信息，并返回步驟1，直至完成監測任務。
20、進一步地，在步驟3中，采用以下步驟判斷火箭發動機是否存在故障：
21、步驟3.1、預處理；
22、步驟3.1.1、對狀態數據進行互相關分析、自相關分析與閾值分析，篩選出有效狀態數據；
23、步驟3.1.2、對有效狀態數據進行時間軸補償與對齊，完成有效狀態數據中來自火箭發動機試驗系統不同待監測點處狀態數據之間的時間同步；
24、步驟3.1.3、將上一步處理后的有效狀態數據與火箭發動機試驗系統進行映射鏈接，完成有效狀態數據與火箭發動機試驗系統不同待監測點處之間的空間匹配；
25、步驟3.2、特征點提取；
26、步驟3.2.1、對經數據預處理后的狀態數據進行方差分析，獲得方差分析結果，根據方差分析結果判斷火箭發動機試驗系統是否存在異常，若存在，則完成異常的初步篩查定位；若不存在，則返回步驟1；
27、步驟3.2.2、對方差分析結果進行局部極值分析，獲得局部極值分析結果，完成異常的篩查定位；
28、步驟3.3、動態監測；
29、步驟3.3.1、對異常處經數據預處理后的狀態數據進行多元統計分析，獲得多元統計分析結果；
30、步驟3.3.2、根據多元統計分析結果判斷異常是否為火箭發動機試驗系統自身故障導致，若是，則根據多元統計分析結果確定故障嚴重程度，并執行下一步驟；若否，則返回步驟1
31、步驟3.3.3、對故障處經數據預處理后的狀態數據進行時間軸上的搜索分析，確定故障發生時間；
32、步驟3.4、安全預警；
33、步驟3.4.1、結合故障嚴重程度和對應的預設閥值，判斷故障嚴重程度是否達到預設閥值，若達到，則判定火箭發動機試驗系統存在故障，向工位發送報警提示；若未達到，則執行下一步驟；
34、步驟3.4.2、根據故障嚴重程度和故障發生時間預測未來故障嚴重程度的變化趨勢；
35、步驟3.4.3、結合故障嚴重程度的變化趨勢和對應的預設閾值，在故障嚴重程度達到預設閥值前十至二十分鐘，判定火箭發動機試驗系統即將出現故障，向工位發送報警提示。
36、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
37、1、本專利技術的狀態監測系統首先通過分布式采集單元獲取火箭發動機試驗系統中的各種狀態數據，然后利用數據傳輸單元傳輸至工藝參數在線預警單元對狀態數據依次進行數據預處理、特征點提取、故障動態監測和危險點安全預警，從而可以精準識別出火箭發動機試驗系統的異常，從而及時進行報警，避免因過渡依賴傳感器自身的響應，導致監測難以滿足現有試驗需求。
38、2、本專利技術針對火箭發動機試驗系統分布位置廣、與發動機相關位置的工作條件由于火箭發動機現場環境振動大、熱力耦合環境多，一般的系統監測實現集中監測困難的特點，建立了基于分布式系統的適應現場環境、可以滿足全流程工作的系統狀態監測系統。
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【技術保護點】
1.一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特征在于：
4.一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測方法，基于權利要求1-3任一所述的一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的一種火箭發動機試驗系統全流程狀態監測方法，其特征在于，在步驟3中，采用以下步驟判斷火箭發動機是否存在故障：
【技術特征摘要】
1.一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種火箭發動機試驗系統的全流程狀態監測系統，其特征在于：
4.一種火箭發...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吉展陽，韓明，靳遠寵，唐斌運，王薇，邊城，張富淦，賈鳳新，薛寧，
申請(專利權)人：西安航天動力試驗技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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