一种固体发动机试验1553B伺服指令自动分段的方法

摘要

本发明提出的一种固体发动机试验1553B伺服指令自动分段方法，首先打开试验数据记录文件，正弦信号标记置0，依次顺序读取两个相邻数据点并比较是否相等，如发现不等且正弦信号标记为0，则该组数据第一个数据是某一频率点正弦信号的第一个数据点，记录下对应的时戳并设置正弦标记为1；如发现相等且正弦标记为1，则该组数据第一个数据是某一频率点正弦信号的终止数据点，记录下对应的时戳并设置正弦标记为0。最终得到偶数个时戳组成的时戳数组，其中第1、2个时戳是第一个频率点正弦信号的起止时间，第3、4个时戳是第二个频率点正弦信号的起止时间，依次类推，得到全部频率点正弦信号的起止时间，依此对试验数据文件进行数据分割。

说明书

技术领域

本发明涉及固体发动机地面试验测控技术领域，具体为一种固体发动机试验1553B伺服指令自动分段的方法。

背景技术

伺服系统是一种在工业、航空、军事等领域广泛应用的控制系统，其频率特性是最为重要的系统特性之一。伺服系统频率特性测试原理比较简单，将测试信号输入被测伺服系统，并将输入、输出信号采集到计算机当中，进行相应的算法处理得到伺服系统的频率特性。伺服系统的性能最终都要通过与发动机进行地面试车来进行验证，在固体发动机地面联合试验中，地面伺服系统通过1553B数字总线向弹上伺服控制器发送伺服机构动作指令并回采伺服机构反馈数据。

在发动机地面试车结束后，需要对伺服系统试验数据进行处理获取伺服系统频率特性。在发动机地面试车的过程中，1553B数字总线向弹上伺服控制器发送不同频率正弦信号以验证伺服机构针对不同频率点的频率特性，即伺服机构频率特性测试是按照不同频率点分段进行测试的，不同的频率正弦信号之间由零信号间隔开，因此试验数据处理过程中需要按照不同频率正弦信号对1553B指令进行分段，找出全部频率特性积分时间段，通过处理分段数据得到伺服机构针对不同频率点的频率特性。

固体发动机地面联合试验中，伺服控制系统通过1553B数字总线按照一定的先后顺序连续地向弹上伺服控制器发送不同频率正弦信号以考核伺服机构的频率特性。在发动机地面试验结束后，需要对试验中获取到的伺服系统试验数据进行处理以得到伺服系统频率特性。在数据处理时，需要按照不同频率正弦信号对试验数据进行分割处理，通过处理分段数据得到伺服系统在各频率点的频率特性。对试验数据进行分割的关键要求是：分段数据的第一个数据点和最后一个数据点必须是对应频率正弦信号的起始点和终止点，这就要求在分割数据之前，获得全部频率点正弦信号的起始时间和终止时间。

目前在固体发动机伺服数据处理时使用的方法是通过试验数据画图，直接在图形界面上手动获取各个频率点正弦信号的起始时间和终止时间，将起始时间和终止时间作为输入参数，再由专用程序对试验数据分割，得到分段数据文件。

现有方法的优点是容易实现，缺点是数据处理效率不高，同时由于手动操作存在误差不能准确确定各个频率点正弦信号起始时间和终止时间，难以真实反映实际指令数据，尤其是在频率点数较多或试验频次较多的情况下就更加明显，不仅因操作人员重复操作疲劳带来出错，影响试验现场操作的安全性，同时也会因为数据处理效率低、处理不及时给现场试验过程带来不利影响。

发明内容

为了解决固体发动机伺服机构频率特性处理过程易出错、处理速度低、积分时间段不准确、不能真实反映实际指令数据的问题，本发明提出一种固体发动机试验1553B伺服指令自动分段的方法，通过计算机自动寻找全部频率特性积分时间段，避免了图形界面上手动获取带来的不利影响，实现伺服数据处理的自动化和准确化，完成对固体发动机伺服系统频率特性数据的高效、准确处理。

本发明方法根据1553B数字总线的数据传输特点，通过信号幅值的变化情况，可以一次性、自动计算出全部频率点正弦信号的起止时间，并依次输入不同频率点数据到相应的分割数据文件。

在发动机试车过程中，1553B数字总线上数据流(消息帧)按照设定的先后顺序依次传递，伺服控制信号时域上的每个信号波形点对应总线上的一个消息帧，不同频率点正弦信号通过固定时长零信号连接组成连续地信号波形，该连续信号波形发送完毕，发动机试车过程结束。总线上发送的控制数据是标准波形信号经过采样、数字化量化后得到的数字信号，某一频率点正弦信号波形的第一个数据点和最后一个数据点肯定是零值，不会出现类似模拟信号那种零值是接近于零的值。

基于上述原理，本发明的技术方案为：

所述一种固体发动机试验1553B伺服指令自动分段的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：打开试验数据记录文件，并将正弦信号标记置0；

步骤2：从试验数据记录文件起点开始依次顺序读取试验数据记录文件中两个相邻数据点，并比较两个相邻数据点是否相等；当出现两个相邻数据点不相等，且正弦信号标记为0时，表示该组两个数据中的第一个数据是某一频率点正弦信号的第一个数据点，记录下该数据对应的时戳并将正弦信号标记置1；当出现两个相邻数据点相等，且正弦信号标记为1时，表示该组两个数据中的第一个数据是某一频率点正弦信号的终止数据点，记录下该数据对应的时戳并设置正弦标记为0；直至文件结束，得到偶数个时戳组成的时戳数组；

步骤3：在时戳数组中，第1、2个时戳是第一个频率点正弦信号的起止时间，第3、4个时戳是第二个频率点正弦信号的起止时间，依次类推，得到全部频率点正弦信号的起止时间；根据得到的各个频率点正弦信号的起止时间区间，对试验数据文件进行数据分割，得到所有不同频率点正弦信号的分段数据。

有益效果

本发明提出的一种固体发动机试验1553B伺服指令自动分段方法，主要应用于发动机地面联合试验伺服数据处理。在试验数据处理中，需要按照不同频率正弦信号对试验数据进行分割处理，本发明针对固体发动机伺服机构频率特性积分时间段不准确、处理速度低、不能真实反映实际指令的问题，找出一种新的方法，能够通过计算机自动寻找积分时间段，实现数据处理的自动化和准确化，完成对固体发动机伺服系统频率特性数据的高效、准确处理。

该设计具有创新性，应用简单方便，能够满足固发地面联试数据处理需求，解决了发动机联合试验数字指令分段精度低、处理速度慢的问题，提高了数据处理的准确性和可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的流程图。

图中M为指令数据点数，n表示指令数组索引值初始值为0，k为时戳数组序号初始值为1，Flag表示正弦信号标记初始值为0，n+1<M表示指令数组读取未结束，Data[n]和Data[n+1]是否相等表示判断两个相邻数据点是否相等，当相邻两个数据点不相等同时flag＝0，表示该组数据第一个数据Data[n]为某一频率点正弦信号的起始点，k加1，flag置为1；当相邻两个数据点相等同时flag＝1，表示该组数据第一个数据Data[n]为某一频率点正弦信号的终止点，k加1，flag置为0。n+1>＝M时，全部指令数据读取完毕，得到全部频率点正弦信号的起始时间和终止时间，用于后续频率特性处理。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在发动机试车过程中，1553B数字总线上数据流(消息帧)按照设定的先后顺序依次传递，伺服控制信号时域上的每个信号波形点对应总线上的一个消息帧，不同频率点正弦信号通过固定时长零信号连接组成连续地信号波形，该连续信号波形发送完毕，发动机试车过程结束。总线上发送的控制数据是标准波形信号经过采样、数字化量化后得到的数字信号，某一频率点正弦信号波形的第一个数据点和最后一个数据点肯定是零值，不会出现类似模拟信号那种零值是接近于零的值。

根据总线数据的这一特点，本发明方法步骤为：

打开试验数据记录文件，正弦信号标记置0，开始依次顺序读取两个相邻数据点并比较是否相等直至文件结束。如发现不等，且正弦信号标记为0，则表示该组数据第一个数据是某一频率点正弦信号的第一个数据点，记录下该数据对应的时戳并设置正弦标记为1；如发现相等，且正弦标记为1，则表示该组数据第一个数据是某一频率点正弦信号的终止数据点，记录下该数据对应的时戳并设置正弦标记为0。最终得到偶数个时戳组成的时戳数组，其中，第1、2个时戳是第一个频率点正弦信号的起止时间，第3、4个时戳是第二个频率点正弦信号的起止时间…依次类推，得到全部频率点正弦信号的起止时间，根据自动计算得到的各个频率点正弦信号的起止时间区间，对试验数据文件进行数据分割，得到所有不同频率点正弦信号的分段数据，供频率特性计算处理，最终得到伺服系统在系列频率点的频率特性值，并拟合出频率特性曲线。

在发动机地面联合试验过程中，通过1553B总线向伺服机构发送控制指令，通过总线监视器(BM系统)对总线上传输的数据进行记录。试验数据处理时，为了实现1553B控制指令数据的分段，首先读取BM格式数据记录文件，对BM格式数据进行解析得到总线上实际发送的控制指令数据，通过本发明所述方法对实际控制指令数据进行处理，自动寻找全部频率特性积分时间段，得到全部频率点正弦信号的起始时间和终止时间。将全部频率点正弦信号的起始时间和终止时间作为输入参数，利用专用程序对指令数据进行分割，输出不同频率点指令数据至对应的文本文件，用于计算获取伺服系统在不同频率点的频率特性。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。