一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法与流程

1.本发明涉及智能测控系统及测量技术，具体涉及航天特种测量。


背景技术：

2.现有的火箭发动机试车台测量系统中传统的数据采集模式。模拟信号经过长线传输到采集系统，集中对数据进行处理显示和故障诊断。本发明所提供的智能系统完成数据精确采集的基础上，实现系统的在线实时诊断。本发明提供的智能系统提高测量系统的效率、可靠性、稳定性和抗干扰性。并且提高故障排查的效率、实时性。试验过程中，当试验数据发生异常时，现有的试验状态无法判断该异常来自传感器自身的故障，还是信号干扰，或者试验系统发生状态变化或故障。人为判断故障，效率低下，无法实时，存在不可控因素。本发明提供的智能系统，在智能采集模块层、控制器层和上位机层，三个层次进行诊断，实时、高效。
附图说明
3.图1为多层重复判断处置逻辑示意图。
4.图2为系统结构图
具体实施方式
5.为了本发明的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面以具体实现的一个系统，结合具体图示，进一步阐述本发明。
6.为便于理解本

技术实现要素：
，以燃发器工艺测量系统为对象构建此智能测量系统。系统的输入信号有：来自现场的压力传感器、温度传感器、流量传感器，均为4-20ma信号。智能测控系统由智能采集模块、控制器、上位机组成。它的结构图和层次功能图如图2所示。
7.智能采集模块由中央控制单元、通信单元、数据存储单元、电源管理单元、数据采集单元等部分组成。控制器由中央控制单元、监测模块通信单元、数据存储单元、电源管理单元等部分组成。
8.软件设计主要包括四个部分：tcp/ip数据通讯，界面显示、数据处理、数据存储。上位机与下位机通过tcp/ip通讯。上位机完成数据的处理、显示，存储，预警。下位机向上位机传输的有：每个传感器的标志信息；传感器的数据；传感器自诊断信息(超限)。上位机向下位机传输的有：控制开始采集、停止采集、以及配置采样率等。
9.在智能采集模块实现故障诊断功能：某温度超过1600℃时紧急关机。
10.在控制器实现故障诊断功能：四个压力参数，一个流量参数。判断紧急关机功能。
11.在上位机实现故障诊断功能：采用主元分析方法与rbf(径向基)神经网络方法进行传感器故障诊断与信号在线恢复。采用基于som(自组织映射)神经网络方法对成熟型号发动机试验进行实时故障诊断，采用基于知识的方法对新研制型号发动机试验进行实时故障诊断。
12.本行业的技术人员在不脱离本发明精神和保护范围内的前提下，对本发明进行各种变化和改进，都落入本发明要求保护的范围内。


技术特征：
1.所述的一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法，其特征在于：此系统包括智能采集模块、控制器和上位机三个层次。2.根据权利要求1所述的一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法，其特征在于：每一个现场传感器配一个智能采集模块；智能采集模块将传感器的输出信号近距离、高精度地转换为数字量，必要时进行滤波处理；智能采集模块根据传感器输出信号类型(4～20ma标准信号、mv级小信号)选配对应的调理电路。3.根据权利要求2所述的一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法，其特征在于：智能采集模块对单点参数进行简单判断(上下限、斜率上下限)，必要时可直接输出紧急处置信号，确保关键参数的安全性；在本地存储短时历史数据，以防通信链路出问题时丢失数据。。4.根据权利要求1所述的一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法，其特征在于：控制器对功能组内的全部传感器的输出按照故障条件定义矩阵进行实时判断，发现故障后一方面输出紧急处置信号，一方面向上级报告。5.根据权利要求1所述的一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法，其特征在于：上位机对各现场控制器报告的故障状态进行综合分析，生成系统的总故障状态，发出报警并输出紧急处置信号；上位机对一次试验的全部历史数据进行保存和分析处理。6.根据权利要求1所述的一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法，其特征在于：智能采集模块层、控制器层、上位机均可对参数进行判断并输出紧急处置信号。三层可以分别判断不同的参数，也可以对同一参数进行重复判断，或者所判断的参数之间为相互包含关系。一般情形下，传感器层对单一参数进行简单判断，控制器层对较多参数进行综合判断，上位机可对全部参数进行数据融合和较智能的判断。

技术总结
本发明提供了一种用于搭建火箭发动机试车台的智能测量系统的架构方法，它给出一种解决方案。此方案提供一种三层的分层级地智能测量系统的架构，此系统可提高火箭发动机试车台测量系统的效率和故障诊断速度。测量系统的效率和故障诊断速度。测量系统的效率和故障诊断速度。


技术研发人员：蔡睿 段娜 朱子环 刘岳鹏 方俊雅 马鑫 周磊
受保护的技术使用者：北京航天试验技术研究所
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/3/7