基于人工智能的航空部件智能测试与诊断系统的制作方法

本发明涉及航空部件测试，尤其涉及一种基于人工智能的航空部件智能测试与诊断系统。

背景技术：

1、航空部件作为航空器动力、飞控、机身承载等系统的核心组成单元，在起降冲击、气流扰动、弹射拦阻、高空交变振动等复杂服役工况下持续承受交变冲击载荷，极易产生局部裂纹、装配松动、结构疲劳等隐性损伤，若未能在出厂、定检阶段精准识别损伤隐患，会直接诱发飞行安全事故，因此冲击振动环境模拟测试是航空部件可靠性验证的核心必检环节。

2、现有传统冲击测试系统多采用固定化冲击指令执行测试，仅依靠人工预设单一标准载荷开展加载，对于复合材料构件、大尺寸机身型材等差异化部件，无法生成贴合真实服役载荷的冲击加载工况，极易出现测试严酷度不足或过度冲击损伤试样的问题，测试工况复现真实性较差，导致冲击测试结果可靠性不足。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于人工智能的航空部件智能测试与诊断系统，用以克服现有技术中冲击测试效率低，冲击测试结果可靠性不足的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于人工智能的航空部件智能测试与诊断系统，包括：

3、测试数据库，其用以存储若干类型航空部件的结构参数以及测试标准参数序列，其中，所述测试标准参数序列中包括若干测试标准参数，每一测试标准参数具有对应的冲击测试指令以及测试合格率；

4、智能测试模块，其用以将待检测航空部件的结构参数输入测试指令匹配模型中，基于模型输出结果确定对应的冲击测试指令，以对所述待检测航空部件执行冲击测试，并获取冲击测试过程中所述待检测航空部件表面的测试过程参数，其中，所述测试过程参数包括振动幅度、振动频率以及偏移幅度；

5、测试分析模块，其用以基于所述冲击测试指令确定若干关键点位，并基于各关键点位的偏移幅度确定是否触发测试异常诊断，以及，在触发测试异常诊断的条件下，基于冲击测试过程中所述待检测航空部件表面的振动幅度变化情况确定异常振动区域，并基于冲击测试过程中所述待检测航空部件表面的振动频率变化情况确定异常振动时段；

6、测试优化模块，其用以基于异常区域面积占比以及异常时段占比确定所述待检测航空部件是否存在异常，以确定测试优化方式，其中，所述测试优化方式包括更换冲击测试指令以及更新所述测试数据库，所述异常区域面积占比基于所述异常振动区域内存在异常振动时段的区域面积与待检测航空部件表面积确定，所述异常时段占比基于所述异常振动时段总时长与冲击测试总时长确定。

7、进一步地，所述智能测试模块，包括：

8、指令匹配单元，其用以基于若干类型航空部件的结构参数以及测试标准参数序列构建训练样本集，以训练得到测试指令匹配模型，并将待检测航空部件的结构参数输入测试指令匹配模型中，以得到测试指令匹配模型输出的冲击测试指令。

9、进一步地，所述智能测试模块，包括：

10、冲击测试单元，其用以基于所述冲击测试指令对所述待检测航空部件执行冲击测试，其中，所述冲击测试指令包括若干冲击点位以及对应的冲击载荷；

11、测试监测单元，其用以获取冲击测试过程中所述待检测航空部件表面的测试过程参数。

12、进一步地，所述测试分析模块，包括：

13、触发判定单元，其用以基于冲击测试指令对应的各冲击点位的分布情况确定若干关键点位，并基于冲击测试过程起点与终点各关键点位的偏移幅度确定是否触发测试异常诊断。

14、进一步地，所述测试分析模块，包括：

15、区域分析单元，其用以在触发测试异常诊断的条件下，基于冲击测试过程中所述待检测航空部件表面的振动幅度变化情况构建振动幅度时空分布图，并基于振动幅度时空分布图中振动幅度以及振动幅度变化率均不符合预设指标范围的连续区域确定异常振动区域，其中，所述连续区域对应的区域面积大于预设面积。

16、进一步地，所述测试分析模块，包括：

17、时段分析单元，其用以在触发测试异常诊断的条件下，基于冲击测试过程中所述待检测航空部件表面的振动频率变化情况构建对应的振动频率变化曲线，并根据所述振动频率变化曲线中振动频率超出预设指标范围的连续时段确定所述异常振动时段，其中，所述连续时段对应的连续时长大于预设时长。

18、进一步地，所述测试优化模块，包括：

19、异常判定单元，其用以基于异常区域面积占比以及异常时段占比确定所述待检测航空部件是否存在异常；

20、测试优化单元，其用以基于所述待检测航空部件不存在异常的判定结果确定测试优化方式为更换冲击测试指令。

21、进一步地，所述测试优化单元还用以基于所述待检测航空部件存在异常的判定结果确定测试优化方式为更新所述测试数据库。

22、进一步地，更换后冲击测试指令对应的冲击载荷大于更换前冲击测试指令对应的冲击载荷且小于临界冲击载荷。

23、进一步地，所述冲击测试包括对各所述冲击点位同步施加预设时长的冲击载荷。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过待检测航空部件的结构参数结合测试指令匹配模型，自适应确定对应的冲击测试指令并执行冲击测试，同时实时采集冲击测试过程中的测试过程参数，以冲击测试过程中的偏移幅度作为触发条件，率先判定是否启动测试异常诊断，避免待检测航空部件固定不足导致的误差，提高冲击测试效率。以冲击测试指令定位关键点位，基于冲击测试过程中的振动幅度变化情况精准定位异常振动区域，同时基于振动频率变化情况精确识别异常振动时段，分别从部件空间损伤范围、测试时间维度异常持续程度综合评判部件实际异常程度，根据判定结果确定测试优化方式，一方面可更换冲击测试指令调整试验工况，适配部件真实耐受特性，另一方面可迭代更新测试数据库内部的标准参数，持续优化整套测试体系的基准，提高冲击测试的可靠性以及诊断效率。

25、进一步地，本发明智能测试模块通过基于多类型航空部件的结构参数以及测试标准参数构建训练样本集，并得到指令匹配模型，从而获取待检测航空部件的冲击测试指令，避免出现冲击测试的冲击载荷不匹配导致的部件损伤或测试严酷度不足，从而，提高冲击测试的可靠性。

26、进一步地，本发明测试分析模块通过结合冲击测试指令确定的若干关键点位的偏移幅度确定是否触发测试异常诊断，能够提高测试效率，通过结合振动幅度以及振动幅度变化率精准识别异常振动区域，避免单一指标偶发超限的误判，叠加连续区域面积进行筛选，能够降低故障虚警概率，通过振动频率变化曲线中超出预设指标范围的连续时段确定异常振动时段，有效滤除瞬时脉冲干扰，进一步提高冲击测试分析的准确性以及可靠性。

27、进一步地，本发明测试优化模块通过结合异常区域面积占比与异常时段占比进行异常判定，避免依靠单一参数进行判定的片面性，能够提高航空部件冲击测试异常识别的准确性，在冲击测试过程未出现异常信号的场景下，将测试优化方式确定为更换冲击测试指令，能够避免测试严酷度不足，提高冲击测试的可靠性，在冲击测试过程出现异常信号的场景下，更新测试数据库，防止测试数据库被无效异常数据篡改的同时增加样本量，提高模型泛化能力，进一步提高冲击测试的可靠性。