基于機(jī)載實(shí)時(shí)處理的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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(中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院，西安 710089)

0 引言

隨著航空技術(shù)的發(fā)展，直升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜。直升機(jī)在使用過(guò)程中，旋翼、尾槳、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置等旋轉(zhuǎn)部件都會(huì)產(chǎn)生交變載荷，引起機(jī)體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。除了由旋轉(zhuǎn)部件引起的激振力以外，直升機(jī)在地面滑行、起飛、著陸和武器發(fā)射階段也會(huì)產(chǎn)生激振力[1]。正是由于以上因素的存在，直升機(jī)的振動(dòng)狀況比固定翼飛機(jī)更為復(fù)雜和嚴(yán)重。振動(dòng)不僅會(huì)使直升機(jī)的主要部件和儀表設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)疲勞失效，降低其使用壽命，影響駕駛員和乘員的舒適性，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)造成結(jié)構(gòu)部件斷裂，危及飛行安全[2]。

在航空領(lǐng)域，飛行試驗(yàn)是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)、高投入的行業(yè)，為了保證飛行安全、提高試飛效率，在飛行試驗(yàn)過(guò)程中，就必須對(duì)飛機(jī)各系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和，已判斷飛機(jī)狀態(tài)是否安全以及分析潛在的各種隱患。數(shù)據(jù)分析大致可分為實(shí)時(shí)處理和事后處理兩種。事后處理具有分析準(zhǔn)確率高、操作簡(jiǎn)易、資源占用少等優(yōu)點(diǎn)，是飛行試驗(yàn)中主要的數(shù)據(jù)處理方式。然而，針對(duì)一些風(fēng)險(xiǎn)科目，尤其是直升機(jī)飛行試驗(yàn)中的振動(dòng)數(shù)據(jù)，不僅僅需要事后處理，還應(yīng)在飛行過(guò)程中對(duì)飛機(jī)的關(guān)鍵部件和重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以便于保證飛行試驗(yàn)中人、機(jī)的安全。

因此，為了保證直升機(jī)工作可靠和飛行試驗(yàn)安全，振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控是一種必要的技術(shù)手段。針對(duì)某型直升機(jī)的試飛需求，本文提出了一種基于機(jī)載實(shí)時(shí)處理的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并成功實(shí)現(xiàn)振動(dòng)監(jiān)控。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

圍繞如何實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，本文設(shè)計(jì)了兩種方案。

其中一種方法是機(jī)載采集設(shè)備先對(duì)原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采樣，并將這些高采樣率的(采樣率高達(dá)8 KHz)原始振動(dòng)信號(hào)匯入遙測(cè)PCM數(shù)據(jù)流，然后直接通過(guò)機(jī)載遙測(cè)設(shè)備將振動(dòng)信號(hào)傳輸至地面遙測(cè)接受站，地面遙測(cè)接受站接受并解調(diào)出原始振動(dòng)信號(hào)后，再利用計(jì)算機(jī)上安裝的專用處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，提取振動(dòng)特征信息進(jìn)行安全監(jiān)控。這也是傳統(tǒng)的振動(dòng)監(jiān)控設(shè)計(jì)方案。

然而，這一方案是基于遙測(cè)系統(tǒng)的傳輸帶寬和地面站計(jì)算機(jī)的處理能力，不可能從根本上逾越振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)量大和遙測(cè)傳輸鏈路帶寬有限的矛盾，在實(shí)際使用中只能監(jiān)控少量的振動(dòng)信號(hào)[3]。同時(shí)，在直升機(jī)機(jī)動(dòng)飛行時(shí)會(huì)出現(xiàn)遙測(cè)信號(hào)中斷的現(xiàn)象，導(dǎo)致地面站解調(diào)出的振動(dòng)原始信號(hào)存在丟點(diǎn)，從而導(dǎo)致最關(guān)注的頻域分析無(wú)法展開(kāi)。

另一種設(shè)計(jì)方案的思路如下：壓電式振動(dòng)傳感器輸出振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)電荷放大器變成電壓量信號(hào)，機(jī)載數(shù)據(jù)采集器對(duì)振動(dòng)信號(hào)采樣后輸出，通過(guò)安裝于直升機(jī)座艙內(nèi)的機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將處理后的特征量匯入機(jī)載遙測(cè)鏈路，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)安全監(jiān)控。其原理框圖如圖1所示。這種方案避免了大數(shù)據(jù)量的振動(dòng)原始信號(hào)遙測(cè)傳輸，只傳輸機(jī)載端實(shí)時(shí)處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果。

圖1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)原理框圖

這一方案的設(shè)計(jì)，不僅解決了振動(dòng)信號(hào)采樣率高、數(shù)據(jù)量大和遙測(cè)傳輸鏈路帶寬有限的矛盾，可以完成多路振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且遙測(cè)鏈路傳輸?shù)闹皇菙?shù)據(jù)分析后的結(jié)果，不存在振動(dòng)信號(hào)頻率丟失的情況。

綜上所述，本文選擇第二種方案實(shí)施直升機(jī)振動(dòng)監(jiān)控。

2 硬件方案設(shè)計(jì)

由于直升機(jī)試飛的測(cè)試需求的變化比較頻繁，因此在該型直升機(jī)測(cè)試系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)之初就考慮到直升機(jī)振動(dòng)監(jiān)控的重要性。對(duì)此，本文對(duì)關(guān)鍵部位振動(dòng)傳感器的配套電荷放大器預(yù)留了安全監(jiān)控接口。這樣就可以在不改變?cè)袦y(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)直升機(jī)振動(dòng)實(shí)時(shí)處理與監(jiān)控。

直升機(jī)振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理如圖2所示。

圖2 直升機(jī)振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

圖2中，虛線左側(cè)部分是新增設(shè)備，虛線右側(cè)部分是機(jī)上既有設(shè)備。振動(dòng)信號(hào)首先經(jīng)過(guò)信號(hào)采集模塊進(jìn)行A/D變換，每個(gè)信號(hào)采集模塊都是機(jī)載測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的采集節(jié)點(diǎn)，以固定的采樣頻率完成15路振動(dòng)信號(hào)采集。然后控制模塊利用背板總線，將振動(dòng)信號(hào)傳輸至網(wǎng)絡(luò)交互模塊，并以IENA網(wǎng)絡(luò)包的形式發(fā)送至機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備。增加一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換模塊還可以便于放飛前的檢查和排故。

機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備采用嵌入式多核處理器+FPGA+RTOS的系統(tǒng)架構(gòu)[4]，其輸入端口接收來(lái)自采集單元的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。系統(tǒng)上電后，機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)配置完成多通道振動(dòng)數(shù)據(jù)的同步采集、工程量轉(zhuǎn)換、振動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、處理結(jié)果RS422發(fā)送等功能。同時(shí)，機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備具備看門狗功能，系統(tǒng)宕機(jī)后，15 s內(nèi)無(wú)數(shù)據(jù)交換則自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)。

機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備將處理后的特征量以RS422信號(hào)形式接入既有機(jī)載測(cè)試系統(tǒng)的串口監(jiān)聽(tīng)模塊。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)模塊則可以讀取其他機(jī)箱的測(cè)試參數(shù)，本文中，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)模塊將從上一個(gè)機(jī)箱的控制模塊中獲取包含振動(dòng)實(shí)時(shí)處理結(jié)果的RS422參數(shù)，并通過(guò)本機(jī)箱的網(wǎng)關(guān)模塊將這些參數(shù)匯入PCM數(shù)據(jù)流，進(jìn)而通過(guò)機(jī)載遙測(cè)發(fā)射設(shè)備將這些參數(shù)傳輸至地面站。

機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備輸出的RS422編碼輸出格式如圖3所示。

圖3 RS422編碼輸出格式

基于機(jī)載實(shí)時(shí)處理的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以支持多種工程量轉(zhuǎn)換算法，包括：線性、多項(xiàng)式、雙曲線等校準(zhǔn)方式，其網(wǎng)絡(luò)接口采用千兆網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)接受來(lái)自機(jī)載測(cè)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，可以滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。其主要技術(shù)指標(biāo)包括：

1)實(shí)時(shí)處理參數(shù)類型：IENA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包；

2)數(shù)據(jù)采集接受能力：不低于50 Mbps的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包采集與解析；

3)實(shí)時(shí)處理振動(dòng)通道：15路以上；

4)監(jiān)控頻率點(diǎn)數(shù)：30個(gè)以上；

5)振動(dòng)數(shù)據(jù)采樣率：不低于8 kHz；

6)數(shù)據(jù)處理結(jié)果更新率：4 Hz；

7)頻率分辨率：優(yōu)于0.1 Hz；

8)具有自檢能力，提供系統(tǒng)狀態(tài)顯示。

3 數(shù)據(jù)分析算法設(shè)計(jì)

3.1 算法選擇

直升機(jī)振動(dòng)監(jiān)控的關(guān)鍵是完成振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)處理。

信號(hào)的頻譜分析是研究信號(hào)特性的重要手段之一，對(duì)于確定性信號(hào)，可以用 Fourier 變換來(lái)考察其頻譜性質(zhì)，而對(duì)于廣義平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，由于它一般既不是周期的，又不滿足平方可積，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不能進(jìn)行 Fourier 變換，通常是求其功率譜來(lái)進(jìn)行頻譜分析。

直升機(jī)的振動(dòng)信號(hào)是一種隨機(jī)信號(hào)，它的傅里葉變換是不存在的，因此無(wú)法像確定性信號(hào)那樣用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)精確地描述它。功率譜在隨機(jī)信號(hào)分析與變換中起著類似于頻譜在確定性信號(hào)分析中的作用[5]。因此本文將采用功率譜的方法來(lái)完成振動(dòng)信號(hào)的分析和處理，獲取振動(dòng)信號(hào)的特征量，用于對(duì)直升機(jī)的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行安全監(jiān)控。

功率譜估計(jì)分為經(jīng)典譜估計(jì)和現(xiàn)代譜估計(jì)。經(jīng)典譜估計(jì)又稱非參數(shù)模型譜估計(jì)，主要方法有：周期圖法，相關(guān)圖法及改進(jìn)的周期圖估計(jì)法。

在經(jīng)典的功率譜估計(jì)法中，周期圖法以其物理概念清晰、不需要估計(jì)自相關(guān)函數(shù)、計(jì)算方便和可利用FFT計(jì)算等特點(diǎn)，已成為功率譜估計(jì)的一種基本方法[6]。

樣本序列xn的有限序列為x(n)(0≤n≤N-1)，周期圖法的功率譜估計(jì)定義為：

(1)

其中，XN(ω)是有限長(zhǎng)序列x(n)的離散傅里葉變換?？梢宰C明，周期圖譜估計(jì)方差為：

(2)

周期圖法應(yīng)用比較廣泛，主要是由于它與序列的頻譜有對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以采用FFT快速算法來(lái)計(jì)算。但是，這種方法需要對(duì)無(wú)限長(zhǎng)的平穩(wěn)序列進(jìn)行截?cái)啵喈?dāng)于對(duì)其加矩形窗，使之成為有限長(zhǎng)數(shù)據(jù)。同時(shí)，這也意味著對(duì)自相關(guān)函數(shù)加三角窗，使功率譜與窗函數(shù)卷積，從而產(chǎn)生頻譜泄漏，容易使弱信號(hào)的主瓣被強(qiáng)信號(hào)的旁瓣所淹沒(méi)，造成頻譜的模糊和失真，使得譜分辨率較低。

對(duì)于式(2)，當(dāng)N→∞時(shí)，Var[IN(ω)]→Pxx2(ω)，所以周期圖對(duì)于非白色噪聲一般不是一致估計(jì)，它將在功率譜真值附近擺動(dòng)，譜估計(jì)的方差較大。

相關(guān)圖法是1958 年由Blackman與Tukey 首先提出的，理論基礎(chǔ)是維納辛欽定理，基本思想是通過(guò)改善對(duì)相關(guān)函數(shù)的估計(jì)方法，對(duì)周期圖進(jìn)行平滑處理以改善周期圖譜估計(jì)的方差性能，亦稱BT法、間接法。只有在一定條件下， BT法與周期圖法估計(jì)出的功率譜是一樣的，其余情況下則BT法的偏差大于周期圖法；在窗函數(shù)滿足一定條件時(shí)BT法是漸進(jìn)無(wú)偏估計(jì)；BT法方差小于周期圖的方差；BT法分辨率比周期圖法低，與窗函數(shù)的選擇有關(guān)。

BT法的缺陷在于當(dāng)對(duì)全域進(jìn)行變換時(shí)，其方差很大，使譜估計(jì)質(zhì)量下降，并且不一定為正值，從而可能失去功率譜的物理意義。

對(duì)于周期圖方法的改進(jìn)，可以采用平均法來(lái)降低功率譜估計(jì)的方差，從而得到一致估計(jì)。其中一種方法是巴特利特平均周期圖法。巴特利特平均周期圖法是把長(zhǎng)度為N的數(shù)據(jù)x(n)(0≤n≤N-1)將分為K段，每段長(zhǎng)度為M，先對(duì)每段數(shù)據(jù)用周期圖法進(jìn)行譜估計(jì)，然后對(duì)K段求平均得到長(zhǎng)度為N的數(shù)據(jù)的功率譜?？梢宰C明，其估計(jì)方差為：

(3)

另一種改進(jìn)的周期圖法是窗函數(shù)法，其與巴特利特平均周期圖法唯一的不同是相鄰分段數(shù)據(jù)之間有重疊的數(shù)據(jù)部分，這樣會(huì)使方差進(jìn)一步減小。一種改進(jìn)的窗函數(shù)法是韋爾奇法，旨在保持巴特利特平均周期圖法方差性能的同時(shí)，改善其分辨率，又稱加權(quán)交疊平均法。該方法的基本原理是對(duì)數(shù)據(jù)分段時(shí)，使每一段有部分重疊，然后對(duì)每一段數(shù)據(jù)用一個(gè)合適的窗函數(shù)進(jìn)行平滑處理，最后對(duì)各段譜求平均。因?yàn)轫f爾奇法允許各段數(shù)據(jù)交疊，所以數(shù)據(jù)段數(shù)K會(huì)增加，使方差得到更大的改善，但是數(shù)據(jù)的交疊有減小了每一段數(shù)據(jù)的不相關(guān)性，使方差的減小不會(huì)達(dá)到理論程度。另外，采用合適的窗函數(shù)可以減小信號(hào)的頻譜泄漏，同時(shí)也可以增加譜峰的寬度，從而提高譜分辨率。同時(shí)，韋爾奇法更適合于用FFT進(jìn)行功率譜估計(jì)。

本文選擇使用韋爾奇法進(jìn)行功率譜估計(jì)。

3.2 窗函數(shù)選擇

在韋爾奇法中，為了盡量減少頻譜泄露，應(yīng)選擇旁瓣小主瓣窄的窗函數(shù)。然而，旁瓣大小與主瓣寬窄是一對(duì)相互制約的因子，不可能同時(shí)達(dá)到兩方面的需求，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮[7]。

為選取合適的窗函數(shù)，本文主要使用MATLAB仿真進(jìn)行研究。在MATLAB中，首先構(gòu)造仿真信號(hào)[8]，仿真的振動(dòng)信號(hào)可以表示為:

y(n)=2sin(2π*f1*n)+cos(2π*f2*n)+

4sin(2π*f3*n)+randn(size(n))

(4)

其中:f1和f3為監(jiān)控頻率，f2為干擾頻率，randn(size(n))表示高斯白噪聲。

韋爾奇法中常用的窗函數(shù)有三角窗、海明窗、漢寧窗和布萊克曼窗。

三角窗亦稱費(fèi)杰(Fejer)窗，是冪窗的一次方形式。與矩形窗比較，主瓣寬約等于矩形窗的兩倍，但旁瓣小，而且無(wú)負(fù)旁瓣。

漢寧窗又稱升余弦窗，漢寧窗可以看作是3個(gè)矩形時(shí)間窗的頻譜之和，或者說(shuō)是 3個(gè)sinc(t)型函數(shù)之和，使旁瓣互相抵消，消去高頻干擾和漏能?？梢钥闯觯瑵h寧窗主瓣加寬并降低，旁瓣則顯著減小，從減小泄漏觀點(diǎn)出發(fā)，漢寧窗優(yōu)于矩形窗。但漢寧窗主瓣加寬，相當(dāng)于分析帶寬加寬，頻率分辨力下降。

海明窗也是余弦窗的一種，又稱改進(jìn)的升余弦窗。海明窗與漢寧窗都是余弦窗，只是加權(quán)系數(shù)不同。海明窗加權(quán)的系數(shù)能使旁瓣達(dá)到更小。分析表明，海明窗的第一旁瓣衰減為一42 dB。海明窗的頻譜也是由3個(gè)矩形時(shí)窗的頻譜合成，但其旁瓣衰減速度為20 dB/(10 oct)，這比漢寧窗衰減速度慢。海明窗與漢寧窗都是很有用的窗函數(shù)。

布萊克曼窗的幅度函數(shù)主要由五部分組成，他們的位移都不同，其幅度不同使旁瓣再進(jìn)一步抵消。旁瓣峰值幅度進(jìn)一步增加，其幅度譜主瓣寬度是矩形窗的3倍。布萊克曼窗主瓣寬，旁瓣小，頻率識(shí)別精度最低，但幅值識(shí)別精度最高。

以下分別利用各窗函數(shù)進(jìn)行功率譜估計(jì)，如圖4所示。

圖4 各窗函數(shù)功率譜估計(jì)

將以上4種窗函數(shù)的功率譜估計(jì)在一張圖上呈現(xiàn)出來(lái)，如圖5左側(cè)圖片所示。

圖5 對(duì)比圖及細(xì)節(jié)圖

將圖5中左側(cè)圖片第一個(gè)頻率點(diǎn)右側(cè)位置放大，得到圖5中右側(cè)結(jié)果。

主瓣寬度由寬到窄依次為布萊克曼窗、漢寧窗、海明窗和三角窗。主瓣最寬的布萊克曼窗也是旁瓣衰減大最大的窗函數(shù)，但是也是4種窗函數(shù)里分辨率最低的一個(gè)。而三角窗雖然有陡峭的過(guò)渡帶特征，具有很好的分辨率，但是其旁瓣起伏大，方差較大，噪聲水平高[9]。海明窗對(duì)于振動(dòng)參數(shù)的功率譜分析來(lái)說(shuō)，其分辨率和噪聲水平都略高于漢寧窗，因此是最佳的選擇。

3.3 功率譜參數(shù)設(shè)計(jì)

采用韋爾奇法功率譜估計(jì)的信號(hào)處理流程如圖6所示。在整個(gè)流程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)緩沖環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)加窗環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖6 功率譜的信號(hào)處理流程

根據(jù)乃奎斯特采樣定律，對(duì)連續(xù)信號(hào)的采樣頻率fs至少應(yīng)等于或大于信號(hào)所含的最高頻率fo的兩倍，即fs≥2fo，才能避免頻譜混疊現(xiàn)象發(fā)生，使帶限信號(hào)采樣后能夠不失真還原。為簡(jiǎn)化編程，對(duì)所有振動(dòng)信號(hào)的采樣頻率fs統(tǒng)一設(shè)定。

最后，根據(jù)頻點(diǎn)特征找到監(jiān)控頻率范圍內(nèi)最大頻點(diǎn)的頻率值及其對(duì)應(yīng)的幅值。使用韋爾奇法進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的功率譜估計(jì)可以保證信號(hào)頻點(diǎn)和幅值估計(jì)的無(wú)偏性和一致性。

4 試驗(yàn)結(jié)果

為驗(yàn)證上述振動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性與可行性，本文在實(shí)驗(yàn)室搭建了一個(gè)小型試驗(yàn)平臺(tái)，并使用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率可變的正弦波來(lái)仿真振動(dòng)數(shù)據(jù)。通過(guò)自主研發(fā)的HVM軟件，可以清楚地看到振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后的情況。

以26.6 Hz監(jiān)控頻率的參數(shù)為例。在模擬器端，輸入正弦信號(hào)，頻率范圍從26.410 Hz至26.862 Hz，以0.08 Hz為步進(jìn)，并記錄輸出監(jiān)控頻率的幅值大小。如圖7所示，描繪了振動(dòng)信號(hào)處于監(jiān)控頻率范圍邊緣的上升沿和下降沿的情況?？梢钥闯?，一旦超過(guò)監(jiān)控頻率范圍，其輸出幅值迅速衰減，達(dá)到了數(shù)據(jù)分析算法的目的。

圖7 邊緣信號(hào)的上升沿和下降沿

在飛行試驗(yàn)中，將配置好的機(jī)載振動(dòng)實(shí)時(shí)處理設(shè)備安裝于直升機(jī)的座艙內(nèi)，與已有測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行交聯(lián)。在試飛過(guò)程中，遙測(cè)監(jiān)控獲得的振動(dòng)特征值與事后處理得到的振動(dòng)特征值是一致的，兩者采用了相同的功率譜估計(jì)算法?；跈C(jī)載實(shí)時(shí)處理的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)滿足了振動(dòng)安全監(jiān)控需求，具有實(shí)時(shí)性好、可靠性高、節(jié)約遙測(cè)帶寬的優(yōu)點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)直升機(jī)試飛的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于機(jī)載實(shí)時(shí)處理的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的直升機(jī)振動(dòng)安全監(jiān)控設(shè)計(jì)思路，通過(guò)將實(shí)時(shí)處理設(shè)備機(jī)載化，利用MATLAB進(jìn)行窗函數(shù)的算法仿真，成功應(yīng)用韋爾奇法進(jìn)行功率譜分析，實(shí)現(xiàn)了直升機(jī)振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)的結(jié)果表明，基于機(jī)載實(shí)時(shí)處理的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工作可靠，數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確可信，可推廣至其他飛機(jī)的飛行試驗(yàn)中使用。

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