一种发动机试验数据三维瀑布图重建方法技术

本发明专利技术属于航空、航天试验技术领域，具体涉及一种发动机试验数据三维瀑布图重建方法。该方法的主要步骤是：1)从LMS Test.Lab Rev的Desktop‑Advanced软件的原始三维瀑布图中导出txt格式文件；2)从txt格式文件中读取频谱数据中的幅值列数据；3)将频谱数据存储为二维数组；4)重建三维瀑布图；通过适用本发明专利技术的方法解决了当前LMS Test.Lab Rev的Desktop‑Advanced软件自动生成的单色三维瀑布图频谱数据显示混叠、显示效果模糊、区分度不强的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空、航天试验
，具体涉及一种发动机试验数据三维瀑布图重建方法。
技术介绍
火箭发动机试验后对三维振动频谱数据进行分析是发动机性能评估与故障诊断的必要手段，而以时间、频率、幅值为坐标的立体三维瀑布图是一种常见的频谱分析图谱。当前在LMSTest.LabRev软件中显示三维瀑布图具体做法是：1.启动LMSTest.LabRev的Desktop-Advanced软件，对采集的数据做三维瀑布图。2.手动将Navigator视图下Name栏中的N个参数(N＞0)中的任意1个拖到1×1三维瀑布图显示窗口中，数据绘制在1×1三维瀑布图显示窗口中，如图1所示，本程序采用LMSTest.LabRev软件中自带的例子程序进行说明。但是现有三维瀑布图显示效果不足之处包括以下几个方面：1)如图1所示，使用单色绘制三维瀑布图，使得三维数据看上去是混叠在一起，看上去模糊不清，不同时刻谱线与谱线之间区分不明显，给数据分析人员查看数据带来不便。2)如图1所示，针对同一谱线，采用单色绘制三维瀑布图导致不同量级的幅值数据区分不明显。3)如图2所示，视角改变幅度有限以及视角改变后三维立体效果直线下降，类似于“伪3D”效果，不利于用户灵活分析数据。为了对显示在三维坐标中的数据更直观地查看，有时候需要改变角度查看数据，当前在LMSTest.LabRev软件中改变三维瀑布图显示视角的具体做法是：1.启动LMSTest.LabRev的Desktop-Advanced软件，对采集的数据做三维瀑布图算法分析处理。2.手动将Navigator视图下Name栏中的N个参数(N＞0)中的任意1个拖到1×1三维瀑布图显示窗口中。3.在1×1三维瀑布图界面右键属性菜单设置旋转角度值，如图2所示。明显可见，当前LMSTest.LabRev软件中改变三维瀑布图显示视角的方式繁琐复杂，不便于数据分析人员查看数据。现有的改变三维瀑布图显示视角方式的不足之处包括以下几个方面：1)数据分析人员每次改变三维瀑布图显示视角查看数据均需要进行上述一系列操作，需要消耗的时间成本可想而知，而且给数据分析人员带来不便。2)由于角度调节的大小不好控制，对于初次接触该软件的数据操作人员需要较长的学习与记忆时间。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种发动机试验数据三维瀑布图重建方法，解决了当前LMSTest.LabRev的Desktop-Advanced软件自动生成的单色三维瀑布图频谱数据显示混叠、显示效果模糊、区分度不强的缺陷。本专利技术的具体技术解决方案如下：本专利技术提供了一种发动机试验数据三维瀑布图重建、显示及分析方法，包括以下步骤：1)从LMSTest.LabRev的Desktop-Advanced软件的原始三维瀑布图中导出txt格式文件；所述txt格式文件包括头文件信息字符串和频谱数据，所述频谱数据的数据列字符串按以下规律排列：频率列为第一列，幅值列和相位列交替排列。2)从txt格式文件中读取频谱数据中的幅值列数据；所述频谱数据是三维瀑布图中时间坐标轴上每个时刻对应的幅值列；3)将频谱数据存储为二维数组；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；4)重建；4.1)构建三维坐标系；三维坐标系包括频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴；4.2)设置显示视窗、投影矩阵并在内存中开辟一块缓冲区；4.3)循环读取二维数组中行数据绘制在三维坐标系中的频率坐标轴，循环读取二维数组中列数据绘制在三维坐标系中的幅值坐标轴；所述三维坐标系中频率坐标轴的绘制方式是从所述头文件信息字符串中读取频率间隔值；从所述头文件信息字符串中读取频率范围，利用频率间隔值和频率范围来绘制频率坐标轴；所述三维坐标系中时间坐标轴的绘制方式是从所述头文件信息字符串绘制时间坐标轴；4.4)从频谱数据的幅值列直接读取幅值再乘以投影矩阵得到三维坐标系中的幅值的数据；在显示视窗中显示绘制好的频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴数据，形成三维瀑布图.上述三维瀑布图为单色三维瀑布图、凝固状三维瀑布图以及彩色三维瀑布图；本专利技术的优点在于：本专利技术针现有的对LMSTest.LabRev软件中自动生成的三维瀑布图导出.txt格式的文本数据进行提取与处理，重建新的三维瀑布图，新的三维瀑布图解决了当前LMSTest.LabRev的Desktop-Advanced软件自动生成的单色三维瀑布图频谱数据显示混叠、显示效果模糊、区分度不强的缺陷。附图说明图1为LMSTest.LabRev软件三维瀑布图功能数据显示效果图。图2为LMSTest.LabRev软件设置视角角度对话框截图。图3为LMSTest.LabRev软件三维瀑布图导出的txt格式数据截图。图4为本专利技术方法的单色三维瀑布图效果图。图5为本专利技术方法的凝固状三维瀑布图效果图。图6为本专利技术方法的彩色三维瀑布图效果图。图7为本专利技术方法的三维瀑布图提取频谱切片功能效果图。图8为LMSTest.LabRev软件改变视角后三维瀑布图效果图。图9为本专利技术方法的三维瀑布图某一视角改变后效果图。图10为本专利技术方法的三维瀑布图重建、显示与分析流程图。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细地说明。本专利技术不仅解决了LMSTest.LabRev软件只能在属性对话框中修改视角参数，不便于用户灵活查看数据的缺点，而且解决了单色三维瀑布图数据显示混叠、显示效果模糊、区分度不强等缺点，提出了一种发动机试验数据三维瀑布图重建、多种模式显示、多种模式分析的方法，在获得较好用户体验的同时保证振动与噪声测量领域三维瀑布图数据显示的高效性、可靠性。本专利技术的系统基于现有的LMSTest.LabRev软件开发，图10为对三维瀑布图重建的算法流程图，其中对三维瀑布图重建的细节部分进行详细阐述，主要方法步骤包括：步骤1)如图3所示，从LMSTest.LabRev的Desktop-Advanced软件的原始三维瀑布图中导出txt格式文件；所述txt格式文件包括头文件信息字符串和频谱数据：所述频谱数据的数据列字符串按以下规律排列：频率列为第一列，幅值列和相位列交替排列。步骤2)从txt格式文件中读取频谱数据中的幅值列数据；频谱数据是三维瀑布图中时间坐标轴上每个时刻对应的幅值列；步骤3)将频谱数据存储为二维数组；二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；步骤4)重建；步骤4.1)构建三维坐标系；三维坐标系包括频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴；步骤4.2)设置显示视窗、投影矩阵并在内存中开辟一块缓冲区；注：此处显示视窗是MFC应用程序的界面部分，也是为了建立三维坐标系，在三维坐标系上绘制三维瀑布图做准备，可以看做是应用程序的初始化；步骤4.3)循环读取二维数组中行数据绘制在三维坐标系中的频率坐标轴，循环读取二维数组中列数据绘制在三维坐标系中的幅值坐标轴；所述三维坐标系中频率坐标轴的绘制方式是从所述头文件信息字符串中的“Frequencyresolution”字符串读取频率间隔值；从所述头文件信息字符串中的“Xaxis”字符串读取频率范围，利用频率间隔值和频率范围来绘制频率坐标轴；三维坐标系中时间坐标轴的绘制方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机试验数据三维瀑布图重建方法，其特征在于：包括以下步骤：1)从LMS Tes t.Lab Rev的Desktop‑Advanced软件的原始三维瀑布图中导出txt格式文件；所述txt格式文件包括头文件信息字符串和频谱数据，所述频谱数据的数据列字符串按以下规律排列：频率列为第一列，幅值列和相位列交替排列；2)从txt格式文件中读取频谱数据中的幅值列数据；所述频谱数据是三维瀑布图中时间坐标轴上每个时刻对应的幅值列；3)将频谱数据存储为二维数组；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；4)重建；4.1)构建三维坐标系；三维坐标系包括频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴；4.2)设置显示视窗、投影矩阵并在内存中开辟一块缓冲区；4.3)循环读取二维数组中行数据绘制在三维坐标系中的频率坐标轴，循环读取二维数组中列数据绘制在三维坐标系中的幅值坐标轴；所述三维坐标系中频率坐标轴的绘制方式是从所述头文件信息字符串中读取频率间隔值；从所述头文件信息字符串中读取频率范围，利用频率间隔值和频率范围来绘制频率坐标轴；所述三维坐标系中时间坐标轴的绘制方式是从所述头文件信息字符串绘制时间坐标轴；4.4)从频谱数据的幅值列直接读取幅值再乘以投影矩阵得到三维坐标系中的幅值的数据；在显示视窗中显示绘制好的频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴数据，形成三维瀑布图。...

【技术特征摘要】
1.一种发动机试验数据三维瀑布图重建方法，其特征在于：包括以下步骤：1)从LMSTest.LabRev的Desktop-Advanced软件的原始三维瀑布图中导出txt格式文件；所述txt格式文件包括头文件信息字符串和频谱数据，所述频谱数据的数据列字符串按以下规律排列：频率列为第一列，幅值列和相位列交替排列；2)从txt格式文件中读取频谱数据中的幅值列数据；所述频谱数据是三维瀑布图中时间坐标轴上每个时刻对应的幅值列；3)将频谱数据存储为二维数组；所述二维数组中行对应的是三维瀑布图中的频率坐标轴，所述二维数组中列对应的是三维瀑布图中的幅值坐标轴；4)重建；4.1)构建三维坐标系；三维坐标系包括频率坐标轴、时间坐标轴、幅值坐标轴；4.2)设置显示视窗、投影矩阵并在内存...

【专利技术属性】
技术研发人员：高林，乔江晖，刘英元，朱丹波，赵政社，左明聪，赵建军，陈海峰，宋涛，朱成亮，刘军，赵纳，王军红，李恒，李峰，黄立还，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61