本发明提出一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法。该方法基于分布式测量下位机集群和测量上位机实现，包括：步骤1)状态表征参数采样；步骤2)参数筛选；步骤3)每个测量下位机单元根据已获取的准则表，对经参数筛选后的相应表征参数数据进行判别；步骤4)满足一定条件时，测量下位机单元向测量上位机发送该表征参数的预警信号；步骤5)测量上位机作预警汇总，满足一定条件时，向控制主机发送“急停”指令，使超音速空气流生成装置执行紧急停车程序。本发明仅需要在测量上位机上设置、发布准则表，工作量小；不会占用过多网络资源，避免了数据拥塞，也降低了因预警不及时导致设备损坏的风险。
1.一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法，其特征在于，基于分布式测量下位机集群和测量上位机实现，包括：步骤1)状态表征参数采样
测量下位机集群通过在超音速空气流生成装置预定的关键部位部署的测量传感器，获得该部位状态对应的电信号数据，经放大、采样后转换成物理量形式的表征参数；
将不能真实表征超音速空气生成装置运行状态的表征参数数据剔除；
准则表由所述测量上位机生成；所述测量下位机集群通过通信网络从测量上位机获取准则表；每个测量下位机单元对获取的准则表进行解析，仅保留与自身对应的准则内容；
测量下位机集群的每个测量下位机单元根据已获取的准则表，对经参数筛选后的相应表征参数数据进行判别；所述准则表的准则内容包括测量下位机编号、准则生效的时段、对应表征参数的安全范围上限值及下限值；
所述准则表中的表征参数的安全范围上限值及下限值是针对超音速空气流生成装置运行状态稳定后的阶段制定；表达式如下：Yi(t)∈[N1,N2] (1)Yi(t)为稳定段的表征参数数据的实测值；
N1表示安全范围下限值，为M*80％，M为额定值；
N2表示安全范围上限值，为M*120％，M为额定值；步骤4)上报预警若连续采样的实测值均超出安全范围，且达到设定的次数M，则相应的测量下位机单元立即向测量上位机发送该表征参数的预警信号；
测量上位机接收测量下位机集群发来的预警信号，若实时预警信号数量达到设定个数N，则向控制主机发送“急停”指令，使超音速空气流生成装置执行紧急停车程序；若否，则继续监测。
2.根据权利要求1所述的一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法，其特征在于：测量下位机集群采集的表征参数包括点火器点火信号、喷前压力、入口温度和空气流量。
3.根据权利要求1所述的一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法，其特征在于：所述测量下位机集群与测量上位机通过环形光纤以太网络传输数据。
4.根据权利要求1所述的一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法，其特征在于：步骤4)上报预警，设定的次数M＝4。
5.根据权利要求1所述的一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法，其特征在于：步骤5)预警汇总及响应，设定的个数N＝4。
一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法
技术领域
[0001] 本发明属于冲压发动机试验技术领域，具体涉及一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法。
背景技术
[0002] 超音速空气流生成装置通过液氧、酒精燃烧对持续的超音速空气气流进行持续加热，产生持续的超音速高温空气气流，为冲压发动机试验提供超音速高温空气流模拟环境。
该超音速空气流生成装置在运行状态下存在三种高压组元管路介质(液氧、酒精、空气)泄
漏、装置损坏等风险，且通过人为目视观测无法在超音速空气流生成装置出现风险初期进
行及时响应确认并急停装置。
[0003] 目前，针对超音速空气流生成装置的故障诊断方法还是空白，对于类似装置的故障诊断方法通常采用的是主机/客户端模式，这种模式每次需要修改原始程序，改动量大，
且易出错，不易检查；这种模式占用网络资源较多，常常出现数据拥塞，导致表征参数数据
丢失，预警不及时，急停延迟，增大设备损坏的风险。
发明内容
[0004] 本发明的目的是：解决现有技术超音速空气流生成装置运行监测的问题，提供一种能够对超音速空气流生成装置运行状态高效可靠的实时监测及急停方法，从而在风险发
生之初对超音速空气流生成装置进行快速急停控制。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提出以下方案：
[0006] 一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法，其特殊之处在于，基于分布式测量下位机集群和测量上位机实现，包括：
[0007] 步骤1)状态表征参数采样
[0008] 测量下位机集群通过在超音速空气流生成装置预定的关键部位部署的测量传感器，获得该部位状态对应的电信号数据，经放大、采样后转换成物理量形式的表征参数；
[0009] 步骤2)参数筛选
[0010] 将不能真实表征超音速空气生成装置运行状态的表征参数数据剔除；
[0011] 步骤3)数据判断
[0012] 测量下位机集群的每个测量下位机单元根据已获取的准则表，分别执行准则表中对应的准则内容，对经参数筛选后的相应表征参数数据进行判别；所述准则表的准则内容
包括测量下位机编号、准则生效的时段、对应表征参数的安全范围上限值及下限值；
[0013] 步骤4)上报预警
[0014] 若连续采样的实测值均超出安全范围，且达到设定的次数M，则相应的测量下位机单元立即向测量上位机发送该表征参数的预警信号；
[0015] 步骤5)预警汇总及响应
[0016] 测量上位机接收测量下位机集群发来的预警信号，若实时预警信号数量达到设定个数N，则满足执行“急停”操作条件，向控制主机发送“急停”指令，使超音速空气流生成装
置执行紧急停车程序；若否，则继续监测。
[0017] 基于以上方案，本发明还进一步作了如下优化：
[0018] 可选地，在步骤1)之前，所述准则表由所述测量上位机生成；所述测量下位机集群通过通信网络从测量上位机获取准则表。
[0019] 可选地，每个测量下位机单元对获取的准则表进行解析，仅保留与自身对应的准则内容。
[0020] 可选地，测量下位机集群采集的表征参数包括点火器点火信号(点火电流信号)、喷前压力、入口温度和空气流量。
[0021] 可选地，所述准则表中的表征参数的安全范围上限值及下限值是针对超音速空气流生成装置运行状态稳定后的阶段制定；表达式如下：
[0022] Yi(t)∈[N1,N2] (1)
[0023] Yi(t)为稳定段的表征参数数据的实测值；
[0024] N1表示安全范围下限值，为M*80％，M为额定值；
[0025] N2表示安全范围上限值，为M*120％，M为额定值。
[0026] 可选地，所述测量下位机集群与测量上位机通过环形光纤以太网络传输数据。
[0027] 可选地，上述步骤4)上报预警，设定的次数M＝4；
[0028] 可选地，上述步骤5)预警汇总及响应，设定的个数N＝4。
[0029] 与现有技术相比较，本发明至少具有以下优点：
[0030] 1、仅需要在测量上位机上设置、发布准则表，工作量小，且不需要修改原始程序，便于检查、修正。
[0031] 2、测量下位机负责监测所在参数状态情况，仅当预警条件满足时才向测量上位机发送参数预警，减轻了测量上位机的运行负载，分布式监测系统运行效率更高。
[0032] 3、分布式系统网络占用资源较少，仅当下位机集群预警满足条件后，才向上位机传送预警信号，不会占用过多网络资源，避免了数据拥塞，也降低了因预警不及时导致设备
损坏的风险。
附图说明
[0033] 图1为本发明的原理示意图。
具体实施方式
[0034] 以下结合附图，通过实施例进一步详述本发明。
[0035] 本实施例的一种分布式超音速空气流生成装置运行状态监测及急停方法，基于分布式测量下位机集群和测量上位机实现。测量下位机集群与测量上位机通过环形光纤以太
网络传输数据。
[0036] 根据用户输入，预先在测量上位机完成准则设定。
[0037] 该操作在测量上位机上进行，包括表征参数选取和准则设定。表征参数选取首先需确定能及、准确反映装置运行状态的部位，针对这些部位进行测量传感器部署，一般包括
点火器点火信号，喷前压力、入口温度、空气流量等；通过传感器获得这些部位测点的参数
数据，在工作进入稳定段后进行监测。准则表的准则内容包括测量下位机编号、准则生效的
时段、对应表征参数的安全范围上限值及下限值。
[0038] 如图1所示，本实施例的执行步骤如下：
[0039] 步骤1)状态表征参数采样
[0040] 测量下位机集群通过在超音速空气流生成装置预定的关键部位部署的测量传感器，获得该部位状态对应的电信号数据，电信号后再通过信号放大装置放大后发送至数据
采样单元，数据采样单元再将信号转换成物理量进行判断；这里，测量下位机集群的每一个
测量下位机单元可以设置一个或多个传感器(数据通道)，获取不同种类的表征参数数据；
[0041] 步骤2)参数筛选
[0042] 将不能真实表征超音速空气生成装置运行状态的表征参数剔除；例如，测量下位机集群获得的表征参数共有6个，某一个表征参数原本只可能为正数，但获取的参数实测值
为负数，则表明对应的传感器可能损坏，即判定该参数数据为异常参数数据，则剔除该表征
参数，余下的5个表征参数进行下一步数据判断；
[0043] 步骤3)数据判断
[0044] 测量下位机集群的每个测量下位机单元从测量下位机获取准则表，分别执行准则表中对应的准则内容，对经参数筛选后的相应表征参数数据进行判别；所述准则表的准则
内容包括测量下位机编号、准则生效的时段、对应表征参数的安全范围上限值及下限值；
[0045] 其中，每个测量下位机单元对获取的准则表进行解析，可仅保留与自身对应的准则内容；
[0046] 步骤4)上报预警
[0047] 准则表中的表征参数的安全范围上限值及下限值是针对超音速空气流生成装置运行状态稳定后的阶段制定；表达式如下：
[0048] Yi(t)∈[N1,N2] (1)
[0049] Yi(t)为稳定段的表征参数数据的实测值；
[0050] N1表示安全范围下限值，为M*80％，M为额定值；
[0051] N2表示安全范围上限值，为M*120％，M为额定值；
[0052] 若连续采样的实测值均超出安全范围，且达到4次，则相应的测量下位机单元立即向测量上位机发送该表征参数的预警信号；
[0053] 步骤5)预警汇总及响应
[0054] 测量上位机接收测量下位机集群发来的预警信号，若实时预警信号数量达到4个，则满足执行“急停”操作条件，向控制主机发送“急停”指令，使超音速空气流生成装置执行
紧急停车程序；若否，则继续监测。
[0055] 本发明方法能够实现分布式监测超音速空气流生成装置运行状态及急停操作，通过测量上位机设定、发布准则表，测量下位机集群下载准则表，依据准则表对采样获得的测
量参数数据进行判别确认，并实时将状态数据传输至测量上位机，上位机汇总状态信息并
计算是否需要执行急停操作。若需要执行“急停”操作，则向控制主机发送执行指令，进入紧
急停车程序。
[0056] 另外，本发明的方法应用于超音速空气流生成装置研制过程中，减少了因超音速空气流生成装置因出现各类风险而损坏次数，提高了装置重复利用率，节约了研制成本，缩
短了研制周期。
