本發(fā)明涉及飛機結構健康監(jiān)測，具體地說，涉及一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置及方法。

背景技術：

1、在飛機結構地面試驗過程中進行結構健康監(jiān)測，常使用多種傳感技術，如光纖光柵、壓電、聲發(fā)射等，每一種技術使用專用的傳感器和采集模塊獲取監(jiān)測結構的狀態(tài)和損傷信息。同時，還需要采集載荷控制系統(tǒng)輸出的載荷狀態(tài)參數(shù)以及溫濕度等環(huán)境參數(shù)，以對數(shù)據(jù)進行綜合處理。

2、現(xiàn)有技術中，公開號為cn116395146a的專利文件公開了一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，包括機箱，機箱位于試驗現(xiàn)場，機箱內(nèi)部集成有多個數(shù)據(jù)采集模塊，傳感器包括多個，傳感器位于試驗現(xiàn)場，與機箱連接，管理模塊，管理模塊位于試驗現(xiàn)場或遠端，管理模塊與機箱連接，試驗加載控制系統(tǒng)，試驗加載控制系統(tǒng)與機箱連接，上述飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，可以同時同步采集載荷狀態(tài)數(shù)據(jù)、多種類型的傳感器數(shù)據(jù)并進行存儲和傳輸，一個管理模塊可對多個機箱進行管理，可并行對多個飛機地面結構試驗進行結構健康監(jiān)測，解決了載荷數(shù)據(jù)同步、傳感數(shù)據(jù)采集傳輸、系統(tǒng)運行管理問題，但是上述監(jiān)測裝置一方面不便于依據(jù)飛機的原始參數(shù)進行飛機監(jiān)測模擬仿真系統(tǒng)的建立，另一方面不便于在監(jiān)測時對監(jiān)測預警模型及試驗模型進行實時修正，從而不便于提高飛機地面試驗結構的監(jiān)測精準度及監(jiān)測匹配度，基于此，本發(fā)明提供了一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置及方法，以解決上述背景技術中提出的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術問題

2、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置及方法，本健康監(jiān)測裝置在進行飛機地面試驗健康監(jiān)測作業(yè)時，能夠依據(jù)飛機的原始參數(shù)進行飛機監(jiān)測模擬仿真系統(tǒng)的建立，且本健康監(jiān)測系統(tǒng)在進行監(jiān)測作業(yè)時能夠依據(jù)飛機實時參數(shù)或飛機的原始工作參數(shù)進行監(jiān)測預警模型及試驗模型的實時修正。

3、(二)技術方案

4、本為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案，一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，所采用的技術方案是：包括多個機箱，所述機箱位于試驗現(xiàn)場，每個所述機箱內(nèi)均集成有健康監(jiān)測系統(tǒng)，所述健康監(jiān)測系統(tǒng)分別包括采集模塊、自檢模塊、仿真單元、修正單元、模擬加載單元、參數(shù)建立單元、試驗加載單元、數(shù)據(jù)處理模塊、管理模塊和互聯(lián)模塊；

5、所述采集模塊包括多個安裝于飛機上的傳感器；

6、所述自檢模塊在飛機地面試驗前，執(zhí)行采集模塊內(nèi)各個傳感器數(shù)據(jù)精度的校準；

7、所述仿真單元進行飛機試驗參數(shù)的虛擬仿真；

8、所述修正單元依據(jù)待試驗飛機的參數(shù)對仿真單元建立的飛機試驗及健康監(jiān)測模型進行算法修正；

9、所述模擬加載單元在仿真單元中進行模擬試驗參數(shù)加載，并獲得飛機各項試驗的試驗加載閾值；

10、所述參數(shù)建立單元在試驗加載閾值范圍內(nèi)建立各項試驗加載參數(shù)；

11、所述試驗加載單元向地面待試驗飛機加載參數(shù)建立單元建立的各項試驗加載參數(shù)；

12、所述管理模塊位于試驗現(xiàn)場或遠端，所述管理模塊與所述機箱雙向數(shù)據(jù)連接并實時監(jiān)測試驗加載單元加載后的各項飛機參數(shù)，通過各項飛機參數(shù)的實時采集，以實時判斷飛機在各個試驗加載參數(shù)下的健康度；

13、所述互聯(lián)模塊將管理模塊獲得的各項數(shù)據(jù)網(wǎng)絡輸送至指定數(shù)據(jù)管理及分享平臺，以實現(xiàn)多個機箱內(nèi)健康監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通互享互助。

14、作為優(yōu)選方案，所述多個安裝于飛機上的傳感器包括安裝于飛機關鍵結構節(jié)點且用于飛機內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境監(jiān)測的環(huán)境監(jiān)測傳感器及檢測飛機物理性能及物理形變的力學傳感器，所述多個安裝于飛機上的傳感器通過線纜與機箱內(nèi)的采集模塊數(shù)據(jù)連接。

15、作為優(yōu)選方案，所述自檢模塊在飛機地面試驗前采集各個傳感器的原始數(shù)據(jù)，所述自檢模塊在原始數(shù)據(jù)采集后，向飛機的試驗部位發(fā)送設定的標準工作指令，飛機試驗部位執(zhí)行工作指令后，各個傳感器均產(chǎn)生監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋，自檢模塊通過采集飛機試驗部位工作指令后，各個傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量，以判斷多個傳感器的工作正常與否及飛機數(shù)據(jù)監(jiān)測精度。

16、作為優(yōu)選方案，所述自檢模塊在飛機試樣部位工作指令發(fā)出后，采集各個傳感器的數(shù)據(jù)線性變化波形、數(shù)據(jù)信號反饋、各個傳感器數(shù)據(jù)變化時的關聯(lián)邏輯及關聯(lián)數(shù)據(jù)變化波形，以判斷各個傳感器、傳感器數(shù)據(jù)傳輸線路和采集模塊的正常工作與否，所述自檢模塊在檢測到異常信號后，進行自動聲光提醒及聲光報警。

17、作為優(yōu)選方案，所述仿真單元預先建立各項飛機性能標準試驗指令，各項飛機性能標準試驗指令建立后，上述指令通過試驗加載單元加載至飛機試驗部分，安裝于飛機試驗部位的傳感器產(chǎn)生數(shù)據(jù)反饋并最終數(shù)據(jù)應變及關聯(lián)反饋邏輯。

18、作為優(yōu)選方案，所述仿真單元通過采集模塊內(nèi)的多個傳感器采集飛機試驗前的各項初始數(shù)據(jù)，并生成數(shù)據(jù)模型初始集，所述仿真單元依據(jù)加載試驗獲得的數(shù)據(jù)應變及關聯(lián)反饋邏輯、數(shù)據(jù)模型初始集、飛機試驗部位的力學性能和飛機生產(chǎn)和出廠參數(shù)，以建立飛機試驗及健康監(jiān)測模型。

19、作為優(yōu)選方案，所述修正單元在飛機地面試驗前，采集飛機的型號數(shù)據(jù)、飛機飛行記錄和維修記錄，所述修正單元依據(jù)飛機的飛行記錄、維修記錄和校準數(shù)據(jù)集以自動建立仿真單元中飛機試驗及健康監(jiān)測模型的矯正參數(shù)。

20、作為優(yōu)選方案，所述修正單元在飛機地面試驗前，通過網(wǎng)絡通信方式采集同型號飛機的飛行里程與飛機磨損度和飛機力學性能變化度的關聯(lián)修正參數(shù)，繼而實現(xiàn)飛機試驗及健康監(jiān)測模型的實時修正，以使得飛機仿真試驗模型與各個待試驗飛機的參數(shù)實時關聯(lián)并具有仿真實時性。

21、作為優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)處理模塊對采集模塊采集到的各項數(shù)據(jù)進行本地及云端上傳備份，所述管理終端通過網(wǎng)絡通信方式與數(shù)據(jù)處理模塊和互聯(lián)模塊數(shù)據(jù)連接。

22、作為優(yōu)選方案，一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置的健康監(jiān)測方法，執(zhí)行上文任意一項所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置中的健康監(jiān)測系統(tǒng)。

23、(三)有益效果

24、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置及方法，具備以下有益效果

25、本健康監(jiān)測裝置在進行飛機地面試驗健康監(jiān)測作業(yè)時，能夠依據(jù)飛機的原始參數(shù)進行飛機監(jiān)測模擬仿真系統(tǒng)的建立，且本健康監(jiān)測系統(tǒng)在進行監(jiān)測作業(yè)時能夠依據(jù)飛機實時參數(shù)或飛機的原始工作參數(shù)進行監(jiān)測預警模型及試驗模型的實時修正，從而有效提高飛機地面試驗健康監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測精準度及監(jiān)測匹配度。

技術特征：

1.一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述多個安裝于飛機上的傳感器包括安裝于飛機關鍵結構節(jié)點且用于飛機內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境監(jiān)測的環(huán)境監(jiān)測傳感器（13）及檢測飛機物理性能及物理形變的力學傳感器（14），所述多個安裝于飛機上的傳感器通過線纜與機箱（1）內(nèi)的采集模塊（3）數(shù)據(jù)連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述自檢模塊（4）在飛機地面試驗前采集各個傳感器的原始數(shù)據(jù)，所述自檢模塊（4）在原始數(shù)據(jù)采集后，向飛機的試驗部位發(fā)送設定的標準工作指令，飛機試驗部位執(zhí)行工作指令后，各個傳感器均產(chǎn)生監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋，自檢模塊（4）通過采集飛機試驗部位工作指令后，各個傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量，以判斷多個傳感器的工作正常與否及飛機數(shù)據(jù)監(jiān)測精度。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述自檢模塊（4）在飛機試樣部位工作指令發(fā)出后，采集各個傳感器的數(shù)據(jù)線性變化波形、數(shù)據(jù)信號反饋、各個傳感器數(shù)據(jù)變化時的關聯(lián)邏輯及關聯(lián)數(shù)據(jù)變化波形，以判斷各個傳感器、傳感器數(shù)據(jù)傳輸線路和采集模塊（3）的正常工作與否，所述自檢模塊（4）在檢測到異常信號后，進行自動聲光提醒及聲光報警。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述仿真單元（5）預先建立各項飛機性能標準試驗指令，各項飛機性能標準試驗指令建立后，上述指令通過試驗加載單元（9）加載至飛機試驗部分，安裝于飛機試驗部位的傳感器產(chǎn)生數(shù)據(jù)反饋并最終數(shù)據(jù)應變及關聯(lián)反饋邏輯。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述仿真單元（5）通過采集模塊（3）內(nèi)的多個傳感器采集飛機試驗前的各項初始數(shù)據(jù)，并生成數(shù)據(jù)模型初始集，所述仿真單元（5）依據(jù)加載試驗獲得的數(shù)據(jù)應變及關聯(lián)反饋邏輯、數(shù)據(jù)模型初始集、飛機試驗部位的力學性能和飛機生產(chǎn)和出廠參數(shù)，以建立飛機試驗及健康監(jiān)測模型。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述修正單元（6）在飛機地面試驗前，采集飛機的型號數(shù)據(jù)、飛機飛行記錄和維修記錄，所述修正單元（6）依據(jù)飛機的飛行記錄、維修記錄和校準數(shù)據(jù)集以自動建立仿真單元（5）中飛機試驗及健康監(jiān)測模型的矯正參數(shù)。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述修正單元（6）在飛機地面試驗前，通過網(wǎng)絡通信方式采集同型號飛機的飛行里程與飛機磨損度和飛機力學性能變化度的關聯(lián)修正參數(shù)，繼而實現(xiàn)飛機試驗及健康監(jiān)測模型的實時修正，以使得飛機仿真試驗模型與各個待試驗飛機的參數(shù)實時關聯(lián)并具有仿真實時性。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊（10）對采集模塊（3）采集到的各項數(shù)據(jù)進行本地及云端上傳備份，所述管理終端通過網(wǎng)絡通信方式與數(shù)據(jù)處理模塊（10）和互聯(lián)模塊（12）數(shù)據(jù)連接。

10.根據(jù)權利要求1-9任意一項所述的一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置的健康監(jiān)測方法，其特征在于，執(zhí)行權利要求1-8任意一項所述一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置中的健康監(jiān)測系統(tǒng)（2）。

技術總結
本發(fā)明公開了一種飛機地面試驗結構健康監(jiān)測裝置及方法，包括多個機箱，機箱位于試驗現(xiàn)場，每個機箱內(nèi)均集成有健康監(jiān)測系統(tǒng)，健康監(jiān)測系統(tǒng)分別包括采集模塊、自檢模塊、仿真單元、修正單元、模擬加載單元、參數(shù)建立單元、試驗加載單元、數(shù)據(jù)處理模塊、管理模塊和互聯(lián)模塊，采集模塊包括多個安裝于飛機上的傳感器，自檢模塊在飛機地面試驗前，執(zhí)行采集模塊內(nèi)各個傳感器數(shù)據(jù)精度的校準。本健康監(jiān)測裝置在進行飛機地面試驗健康監(jiān)測作業(yè)時，能夠依據(jù)飛機的原始參數(shù)進行飛機監(jiān)測模擬仿真系統(tǒng)的建立，且本健康監(jiān)測系統(tǒng)在進行監(jiān)測作業(yè)時能夠依據(jù)飛機實時參數(shù)或飛機的原始工作參數(shù)進行監(jiān)測預警模型及試驗模型的實時修正。

技術研發(fā)人員：江文松,羅哉,楊力,馮思琪,張思源,沈雯陽,李亞茹
受保護的技術使用者：中國計量大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/9