[發(fā)明專利]固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室時變聲振模態(tài)頻率辨識方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111228121.8
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN113882973B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海東;侯凱宇;史曉鳴;夏鵬;張順家;王世超;楊藝;盧弘毅;高陽;劉陸廣;許泉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海機(jī)電工程研究所
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96;G06F17/15
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室時變聲振模態(tài)頻率辨識方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：提高發(fā)動機(jī)的點火建壓壓強(qiáng)，激發(fā)出發(fā)動機(jī)燃燒室的不穩(wěn)定燃燒現(xiàn)象，并對燃燒室壓強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到振動信號；

步驟S2：根據(jù)分析的需要，對獲得的振動信號進(jìn)行濾波，濾除其中直流變量、不需要的頻率段以及一些雜波，得到干凈的信號；

步驟S3：根據(jù)分析的需求，即需要分析的多個聲模態(tài)的振蕩，將經(jīng)過初始濾波后的信號拆分成含有單頻信號ω₁、ω₂、ω₃的不同部分信號；

步驟S4：采用基于希爾伯特分解的自由振動分析方法對各個拆分好的含有單頻信號ω₁、ω₂、ω₃的不同部分進(jìn)行分析和辨識，得到不同階聲模態(tài)的振蕩頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室時變聲振模態(tài)頻率辨識方法，其特征在于，所述步驟S1中將發(fā)動機(jī)的點火建壓壓強(qiáng)在常規(guī)試車試驗的基礎(chǔ)上提高到50％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室時變聲振模態(tài)頻率辨識方法，其特征在于，所述步驟S1中采用高頻響壓強(qiáng)傳感器的頻響范圍為0-10000Hz，量程為0-60Mpa；以及采用高采用率測試系統(tǒng)的范圍為0-10000Hz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室時變聲振模態(tài)頻率辨識方法，其特征在于，所述步驟S3中獲得的原始壓強(qiáng)信號z(t)包含n個頻率成分ω₁、ω₂、ω₃...、ω_n的單頻率成分信號：

式中z為原始壓強(qiáng)信號，t為時間，i為階次，ω為各階頻率；

則存在若干個二分頻率ω_bi∈(ω_i,ω_i+1),i＝(1,2,…,n-1)，將z(t)分拆為低通信號與高通信號兩部分的和；記低通信號為s_i(t)，高通信號為符H[]代表希爾伯特變換；則：

s_i(t)＝sin(ω_bit)H[z(t)cos(ω_bit)]-cos(ω_bit)H[z(t)sin(ω_bit)]

i＝1,2,…,n-1 (2)

則單頻率成分信號可表示為：

z_i(t)＝s_i(t)-s_i-1(t)

s₀(t)＝0 (3) 。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室時變聲振模態(tài)頻率辨識方法，其特征在于，所述步驟S4中解析信號Z(t)由實測振動信號z＝z(t)及其希爾伯特變換組成：

寫成幅值/相位形式：

Z(t)＝A(t)e^iψ(t) (5)

式中：A(t)為瞬態(tài)幅值或者包絡(luò)線；ψ(t)為瞬態(tài)相位：

相位對時間t的一、二階導(dǎo)數(shù)即為信號的瞬態(tài)圓頻率ω(t)：

通過公式f(t)＝ω(t)/2π得到瞬態(tài)頻率f(t)。