CN106596034A - 一种判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法。所述判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，包括如下步骤：步骤1：对待测试验件进行旋翼试验；步骤2：得到n组幅频数据；步骤3：求取旋翼的基频；步骤4：获得试验台旋翼天平主轴处的多项数据，并各自组成相关数组；步骤5：对相关数组求得多个互相关系数；步骤6：判断多个互相关系数中是否至少有两个互相关系数超过阈值，若是，则模型试验台旋翼天平试验数据有效。本申请的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法通过对旋翼天平动载荷和试验台振动数据基频幅值相关性计算可以提高评判旋翼性能好坏的置信度，并保障试验台和试验件安全。

Description

一种判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法

技术领域

本发明涉及直升机模型旋翼试验技术领域，特别是涉及一种判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法。

背景技术

旋翼天平试验数据是直升机模型旋翼悬停及风洞试验重要的测试和监控参数，其数据是否有效，不仅关系到对旋翼性能好坏的综合评判，同时也是保障试验台和试验件安全的关键指标。

旋翼天平试验数据和试验台振动两者的基频具有紧密的相关性，通过对其基频幅值相关性系数计算，可以对测量得到的旋翼天平试验数据的有效性进行评判，进而可以提高评判旋翼性能好坏的置信度，并保障试验台和试验件安全。

目前的旋翼模型试验只在静态时对旋翼天平进行静态加载检查，无法对旋翼运转状态时的旋翼天平试验数据的有效性进行评判。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

名词解释：旋翼总距指旋翼桨叶横切面中心线与水平线之间的夹角。

本发明的目的在于提供一种判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，所述判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法包括如下步骤：

步骤1：对待测试验件进行旋翼试验；

步骤2：从所述步骤1的试验数据中选择转速不变，旋翼总距递增的n组试验数据，每个状态至少截取预定时间的数据进行FFT分析，从而得到n组幅频数据；

步骤3：根据所述旋翼试验中所给定的转速，求取旋翼的基频；

步骤4：根据所述步骤2与所述步骤3中的数据，获得试验台旋翼天平主轴处的多项数据，并各自组成相关数组；

步骤5：通过公式以及所述步骤4中的相关数组求得多个互相关系数；

步骤6：预设阈值，并判断多个互相关系数中是否至少有两个互相关系数超过阈值，若是，则模型试验台旋翼天平试验数据有效；若否，则模型试验台旋翼天平试验数据无效。

优选地，所述多项数据包括：旋翼天平主轴处的航向振动Gx、旋翼天平主轴处的垂向振动Gy和旋翼天平主轴处的侧向振动Gz、旋翼天平航向弯矩Mx、旋翼天平垂向弯矩My、旋翼天平侧向力Fz和旋翼天平侧向弯矩Mz。

优选地，所述步骤3具体为：根据旋翼的试验转速rpm，计算旋翼的基频f。

优选地，计算旋翼的基频f的计算公式为：f＝rpm/60，其中rpm的单位为：转/分钟，f的单位为：Hz。

优选地，所述步骤4具体为：

从n组幅频数据中提取基频对应的试验台旋翼天平主轴处的航向振动Gx、垂向振动Gy和侧向振动Gz，分别组成一维数组Gx(1,2,3…n)、Gy(1,2,3…n)和Gz(1,2,3…n)。

从n组幅频数据中提取基频f对应的旋翼天平航向弯矩Mx、垂向弯矩My、侧向力Fz和侧向弯矩Mz，分别组成一维数组Mx(1,2,3…n)、My(1,2,3…n)、Fz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…n)。

优选地，所述步骤5具体为：

利用互相关函数分别计算Gx(1,2,3…n)和Mx(1,2,3…n)、Gy(1,2,3…n)和My(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Fz(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…n)的互相关系数，得到对应的互相关系数Rxx、Ryy、Rzz1和Rzz2。

优选地，所述步骤2中的n≥5。

本申请的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法通过对旋翼天平动载荷和试验台振动数据基频幅值相关性计算，可以对测量得到的旋翼天平试验数据的有效性进行评判，进而可以提高评判旋翼性能好坏的置信度，并保障试验台和试验件安全。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1是根据本发明第一实施例的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法的流程示意图。

如图1所示的所述判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法包括如下步骤：

步骤1：对待测试验件进行旋翼试验；

步骤2：从所述步骤1的试验数据中选择转速不变，旋翼总距递增的n组试验数据，每个状态至少截取预定时间的数据进行FFT分析，从而得到n组幅频数据；

步骤3：根据所述旋翼试验中所给定的转速，求取旋翼的基频；

步骤4：根据所述步骤2与所述步骤3中的数据，获得试验台旋翼天平主轴处的多项数据，并各自组成相关数组；

步骤5：通过公式以及所述步骤4中的相关数组求得多个互相关系数；

步骤6：预设阈值，并判断多个互相关系数中是否至少有两个互相关系数超过阈值，若是，则模型试验台旋翼天平试验数据有效；若否，则模型试验台旋翼天平试验数据无效。

在本实施例中，步骤5中的公式为互相关函数：

可以理解的是，该公式为现有技术，在此不再赘述。

在本实施例中，所述多项数据包括：旋翼天平主轴处的航向振动Gx、旋翼天平主轴处的垂向振动Gy和旋翼天平主轴处的侧向振动Gz、旋翼天平航向弯矩Mx、旋翼天平垂向弯矩My、旋翼天平侧向力Fz和旋翼天平侧向弯矩Mz。

在本实施例中，所述步骤3具体为：根据旋翼的试验转速rpm，计算旋翼的基频f。

在本实施例中，计算旋翼的基频f的计算公式为：f＝rpm/60，其中rpm的单位为：转/分钟，f的单位为：Hz。

在本实施例中，所述步骤4具体为：

从n组幅频数据中提取基频对应的试验台旋翼天平主轴处的航向振动Gx、垂向振动Gy和侧向振动Gz，分别组成一维数组Gx(1,2,3…n)、Gy(1,2,3…n)和Gz(1,2,3…n)。

从n组幅频数据中提取基频f对应的旋翼天平航向弯矩Mx、垂向弯矩My、侧向力Fz和侧向弯矩Mz，分别组成一维数组Mx(1,2,3…n)、My(1,2,3…n)、Fz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…n)。

优选地，所述步骤5具体为：

利用互相关函数分别计算Gx(1,2,3…n)和Mx(1,2,3…n)、Gy(1,2,3…n)和My(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Fz(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…n)的互相关系数，得到对应的互相关系数Rxx、Ryy、Rzz1和Rzz2。

在本实施例中，所述步骤2中的n≥5。

本申请的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法通过对旋翼天平动载荷和试验台振动数据基频幅值相关性计算，可以对测量得到的旋翼天平试验数据的有效性进行评判，进而可以提高评判旋翼性能好坏的置信度，并保障试验台和试验件安全。

下面以举例的方式对本申请进行详细阐述。可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。

示例如下：

(1)进行旋翼试验，旋翼转速rpm为1002转/分钟，分别获取总距为2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°的试验数据，每个状态至少截取10秒数据进行FFT分析得到相应的8组幅频数据。

(2)根据试验转速rpm，计算基频f，计算公式为：f＝rpm/60＝1002/60＝16.7。

(3)从8组幅频数据中提取基频f对应的试验台旋翼天平主轴处的航向振动Gx、垂向振动Gy和侧向振动Gz，分别组成一维数组Gx(1,2,3…8)、Gy(1,2,3…8)和Gz(1,2,3…8)，试验数据见下表1。

(4)从8组幅频数据中提取基频f对应的旋翼天平航向振动弯矩Mx、垂向弯矩My、侧向力Fz和侧向弯矩Mz，分别组成一维数组Mx(1,2,3…8)、My(1,2,3…8)、Fz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…8)，试验数据见下表1。

表1旋翼试验数据

(5)利用互相关函数分别计算Gx(1,2,3…8)和Mx(1,2,3…8)、Gy(1,2,3…8)和My(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Fz(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…n)的互相关系数，得到对应的互相关系数Rxx、Ryy、Rzz1和Rzz2，互相关系数见下表2。

表2互相关系数

Rxx	Ryy	Rzz1	Rzz2
				0.8431	0.9899	0.9904	0.9945

(6)如果Rxx、Ryy、Rzz1和Rzz2至少有2个的数值≥0.95，则可以判定旋翼天平试验数据是否有效。从上表2中可知Ryy、Rzz1和Rzz2大于0.95，因此可判定本示例旋翼天平试验数据有效。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，其特征在于，所述判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法包括如下步骤：

步骤1：对待测试验件进行旋翼试验；

步骤2：从所述步骤1的试验数据中选择转速不变，旋翼总距递增的n组试验数据，每个状态至少截取预定时间的数据进行FFT分析，从而得到n组幅频数据；

步骤3：根据所述旋翼试验中所给定的转速，求取旋翼的基频；

步骤4：根据所述步骤2与所述步骤3中的数据，获得试验台旋翼天平主轴处的多项数据，并各自组成相关数组；

步骤5：通过公式以及所述步骤4中的相关数组求得多个互相关系数；

步骤6：预设阈值，并判断多个互相关系数中是否至少有两个互相关系数超过阈值，若是，则模型试验台旋翼天平试验数据有效；若否，则模型试验台旋翼天平试验数据无效。

2.如权利要求1所述的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，其特征在于，所述多项数据包括：旋翼天平主轴处的航向振动Gx、旋翼天平主轴处的垂向振动Gy和旋翼天平主轴处的侧向振动Gz、旋翼天平航向弯矩Mx、旋翼天平垂向弯矩My、旋翼天平侧向力Fz和旋翼天平侧向弯矩Mz。

3.如权利要求2所述的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，其特征在于，所述步骤3具体为：根据旋翼的试验转速rpm，计算旋翼的基频f。

4.如权利要求3所述的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，其特征在于，计算旋翼的基频f的计算公式为：f＝rpm/60，其中rpm的单位为：转/分钟，f的单位为：Hz。

5.如权利要求2所述的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

从n组幅频数据中提取基频对应的试验台旋翼天平主轴处的航向振动Gx、垂向振动Gy和侧向振动Gz，分别组成一维数组Gx(1,2,3…n)、Gy(1,2,3…n)和Gz(1,2,3…n)。

从n组幅频数据中提取基频f对应的旋翼天平航向弯矩Mx、垂向弯矩My、侧向力Fz和侧向弯矩Mz，分别组成一维数组Mx(1,2,3…n)、My(1,2,3…n)、Fz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…n)。

6.如权利要求5所述的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，其特征在于，所述步骤5具体为：

利用互相关函数分别计算Gx(1,2,3…n)和Mx(1,2,3…n)、Gy(1,2,3…n)和My(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Fz(1,2,3…n)、Gz(1,2,3…n)和Mz(1,2,3…n)的互相关系数，得到对应的互相关系数Rxx、Ryy、Rzz1和Rzz2。

7.如权利要求6所述的判断模型试验台旋翼天平试验数据有效性的方法，其特征在于，所述步骤2中的n≥5。