[發明專利]一種電磁閥開關狀態判定方法及裝置

在審

• 申請號: 201911360698.7
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN110926798A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 姜寅嘯;唐學術
• 申請（專利權）人: 北京航天測控技術有限公司
• 主分類號: G01M13/003
• 分類號: G01M13/003
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;劉西云

本發明提供一種電磁閥開關狀態判定方法及裝置，通過檢測電磁閥閉合時產生的微弱沖擊信號，結合非接觸式漏磁測量，對電磁閥的開關狀態進行判定；當檢測并提取到沖擊信號，且漏磁數字信號高于閾值，此時判定電磁閥開關處于閉合狀態，當漏磁數字信號低于閾值，判定電磁閥開關狀態處于打開狀態；由此可見，本發明提出一種基于小波變換的沖擊信號提取和漏磁測量相結合的方法，不僅克服了強噪聲環境中振動信號檢測困難，也解決了現有檢測方法容易出現誤判的問題，有利于提高航天器和工業設備中電磁閥控制的可靠性。

技術領域

本發明屬于信號檢測技術領域，尤其涉及一種電磁閥開關狀態判定方法及裝置。

背景技術

電磁閥是重要的控制部件，應用于各類航天飛行器以及多種工業設備中，電磁閥的可靠性及性能決定著發動機的成敗與性能水平，其在多次啟動的發動機中非常重要，特別是在姿控發動機中，正是由于采用了電磁閥，才實現了發動機的重復啟動和脈沖工作，因此對電磁閥工作狀態的檢測十分關鍵，現階段對電磁閥工作狀態檢測的方法有振動式檢測、電流式檢測和漏磁檢測。這些方法雖然有工程上的應用，但是都存在一些不足，如傳統的振動式檢測，是通過振動傳感器輸出的振動信號的峰值來判斷電磁閥狀態，當兩個電磁閥相距較近時候，其形成的振動易被相鄰的振動傳感器捕獲，難以分辨，另外由于電磁閥處于的環境中常常伴隨著強噪聲干擾，微弱的振動信號常常被噪聲淹沒，容易造成電磁閥工作狀態檢測錯誤。電流式檢測需要額外在控制回路中串入設備，但是當電磁閥發生卡死故障的時候，線圈還是存在電流，造成電磁閥工作狀態的誤判。漏磁檢測通常采用非接觸的磁路傳感器，由于電磁閥的漏磁是由于線圈電流產生，因此漏磁檢測和電流檢測同樣存在工作狀態誤判的情況。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種電磁閥開關狀態判定方法及裝置，不僅克服了強噪聲環境中振動信號檢測困難，也解決了現有檢測方法容易出現誤判的問題，有利于提高航天器和工業設備中電磁閥控制的可靠性。

一種電磁閥開關狀態判定方法，包括以下步驟：

S1：采集電磁閥的漏磁模擬信號和振動模擬信號；

S2：將漏磁模擬信號和振動模擬信號分別轉換為漏磁數字信號和振動數字信號；

S3：基于小波變換法從所述振動數字信號中提取沖擊信號；

S4：根據所述沖擊信號的峰值和漏磁數字信號是否同時大于預設閾值，來判斷電磁閥是否閉合。

進一步地，所述沖擊信號的提取方法為：

S31：選取Morlet小波作為小波變換的母小波，并對Morlet小波的中心頻率和帶寬進行優化，得到Morlet小波的最優中心頻率f_oc和最優帶寬f_ob；

S32：設定分析頻率f的取值范圍[f₁,f₂,…,f_m]，分析頻率f從f₁取值到f_m，根據公式(1)生成m個尺度因子a_i，i＝1,2,…,m，且m至少為2；對于每一個尺度因子a_i，采用基于最優中心頻率f_oc和最優帶寬f_ob的Morlet小波對所述振動數字信號進行小波變換，得到m個小波系數；

其中，Δt為預設的采樣時間間隔；

S33：計算每一個尺度因子對應的小波系數的峭度值K，將峭度值K大于預設閾值K_thrhd的尺度因子對應的小波系數作為待選小波系數；

S34：利用軟閾值去噪法對所述待選小波系數進行去噪；

S35：對去噪后的小波系數進行逆小波變換，得到沖擊信號。