本文關鍵詞：基于隨機共振的風電機組軸承早期微弱故障信號檢測

  更多相關文章： 風電機組 微弱軸承故障 隨機共振 多尺度噪聲調節(jié) 自適應算法 故障檢測系統(tǒng)

【摘要】：風電機組所處環(huán)境的情況特殊,使其具有故障易發(fā)和故障停機時間長的特點。風電機組的主要故障部位中,軸承故障導致的停機事故占到20%。因此盡早檢測出風機軸承故障信號,并合理安排維護計劃,對降低維護成本及增加發(fā)電時間具有實際意義。風機運行時會產生高噪聲,故障信號易淹沒在強噪聲當中,并且實際工況中噪聲環(huán)境及微弱信號頻率都不確定,針對該問題,本文設計了多尺度噪聲調節(jié)自適應隨機共振來進行檢測。隨機共振不同于傳統(tǒng)的檢測方法,在噪聲較強且信號能量較弱時,它在抑噪的同時反而能夠增加微弱信號的能量,從而達到更好的檢測微弱信號的目的。論文主要進行了以下幾方面的工作:本文首先介紹了隨機共振理論和傳統(tǒng)一階雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型,為了進一步提高檢測降噪效果,在此基礎上進行了改進,設計了二階隨機共振系統(tǒng),并理論上驗證了其有效性,通過仿真對比驗證二階系統(tǒng)的檢測效果,在二階系統(tǒng)的基礎上研究了隨機共振系統(tǒng)各參數(shù)與輸出信噪比之間的關系。其次,研究了滾動軸承的故障機理、振動機理及常見故障的信號特征,總結出了軸承各故障及故障信號頻率對應表。并研究了實際工況下風機軸承早期微弱故障信號所受的干擾情況,得出二階隨機共振系統(tǒng)可有效檢測其早期微弱故障信號。然后在二階隨機共振系統(tǒng)基礎上,加入了多尺度噪聲調節(jié)前處理和基于遺傳算法的自適應處理,設計了多尺度噪聲調節(jié)自適應隨機共振算法,并仿真驗證了其檢測效果。為了使該算法應用于實際應用中,在所設計算法基礎上開發(fā)了微弱故障檢測系統(tǒng),并通過仿真結果驗證了該檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后對算法進行實驗驗證,在風力發(fā)電傳動系統(tǒng)故障模擬實驗臺上進行了軸承外圈、內圈早期故障信號的實驗采集和處理,結果表明,本文設計的算法能較好檢測出風機軸承的早期微弱故障信號,即能準確檢測出風機軸承早期微弱故障。
【關鍵詞】：風電機組 微弱軸承故障 隨機共振 多尺度噪聲調節(jié) 自適應算法 故障檢測系統(tǒng)
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315;TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究的背景與意義10-14
• 1.1.1 研究背景10-13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 隨機共振國內外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 隨機共振簡介14
• 1.2.2 隨機共振發(fā)展歷程14-15
• 1.2.3 隨機共振國內外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 主要研究內容18-19
• 第2章 隨機共振理論研究及參數(shù)影響分析19-32
• 2.1 隨機共振衡量標準19
• 2.2 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型19-29
• 2.2.1 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)20-21
• 2.2.2 改進雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型21-24
• 2.2.3 隨機共振算法仿真24-29
• 2.3 系統(tǒng)各參數(shù)對隨機共振影響分析29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 風力發(fā)電機軸承故障振動機理及其特征研究32-39
• 3.1 軸承故障的主要形式和原因32-33
• 3.2 風力發(fā)電機軸承故障振動機理33-38
• 3.2.1 軸承故障機理33-36
• 3.2.2 風電機組傳動鏈36-38
• 3.3 本章小結38-39
• 第4章 多尺度噪聲調節(jié)自適應隨機共振39-59
• 4.1 算法規(guī)劃39
• 4.2 多尺度噪聲調節(jié)隨機共振39-53
• 4.2.1 多尺度噪聲調節(jié)策略40-41
• 4.2.2 小波包分解41-44
• 4.2.3 色噪聲變換44-45
• 4.2.4 算法仿真驗證45-53
• 4.3 自適應隨機共振53-57
• 4.3.1 自適應信號處理算法53-54
• 4.3.2 基于遺傳算法的自適應隨機共振54-57
• 4.4 多尺度噪聲調節(jié)自適應隨機共振仿真驗證57-58
• 4.5 本章小結58-59
• 第5章 微弱故障檢測系統(tǒng)開發(fā)59-70
• 5.1 Lab VIEW簡介59
• 5.2 Lab VIEW和Matlab混合編程技術59-62
• 5.2.1 混合編程的優(yōu)勢59-60
• 5.2.2 COM組件技術60-61
• 5.2.3 COM組件在LabVIEW中的調用61-62
• 5.3 微弱故障檢測系統(tǒng)設計62-64
• 5.3.1 系統(tǒng)各功能模塊簡介62-63
• 5.3.2 系統(tǒng)邏輯設計63-64
• 5.4 系統(tǒng)各模塊的建立及功能實現(xiàn)64-67
• 5.5 故障檢測系統(tǒng)仿真驗證67-69
• 5.6 本章小結69-70
• 第6章 微弱故障信號檢測實驗驗證70-77
• 6.1 實驗平臺70-71
• 6.2 實驗運行環(huán)境及所用故障件71-73
• 6.3 隨機共振系統(tǒng)對故障信號的檢測及處理結果73-76
• 6.3.1 外圈故障的隨機共振輸出頻譜對比74-75
• 6.3.2 內圈故障的隨機共振輸出頻譜對比75-76
• 6.4 本章小結76-77
• 結論77-79
• 參考文獻79-83
• 附錄83-88
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果88-89
• 致謝89

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 鄧輝;冷永剛;王太勇;張麗;;嵌入式變尺度級聯(lián)隨機共振系統(tǒng)的實現(xiàn)[J];哈爾濱工程大學學報;2009年11期

2 王新旭;;隨機共振理論及其應用發(fā)展研究[J];科技視界;2013年06期

3 冷永剛,王太勇,李瑞欣,鄒海林,郭焱;視覺信息的隨機共振[J];天津大學學報;2004年06期

4 鄧學欣,王太勇,冷永剛,范勝波;自適應掃頻隨機共振方法的研究[J];西安交通大學學報;2005年01期

5 鄧學欣,王太勇,冷永剛,于寶琴;自適應掃頻隨機共振研究[J];機械設計;2005年02期

6 譚繼勇;陳雪峰;何正嘉;;采用余弦擬合的隨機共振反演技術研究[J];西安交通大學學報;2010年01期

7 王晶;張慶;梁霖;張熠卓;徐光華;;采用遺傳算法的自適應隨機共振系統(tǒng)弱信號檢測方法研究[J];西安交通大學學報;2010年03期

8 李曉龍;冷永剛;范勝波;石鵬;;基于非均勻周期采樣的隨機共振研究[J];振動與沖擊;2011年12期

9 楊寧;張培林;馬喬;王江濤;;自適應隨機共振在微弱信號檢測中的應用[J];機械強度;2012年06期

10 趙軍;賴欣歡;孔明;林敏;;雙頻信號作用下的單穩(wěn)隨機共振數(shù)值研究[J];噪聲與振動控制;2013年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據庫 前10條

1 康艷梅;;關于隨機共振的理論研究——幾個尚未解決的問題[A];第三屆全國動力學與控制青年學者研討會論文摘要集[C];2009年

2 靳艷飛;;隨機共振若干基礎問題的研究[A];第四屆全國動力學與控制青年學者研討會論文摘要集[C];2010年

3 劉甜;王青云;張紅慧;;異質神經元和信息時滯對神經元網絡隨機共振的影響[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集與會議議程[C];2013年

4 孫水發(fā);鄭勝;萬均力;;非周期隨機共振信號處理物理機制的研究[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文集[C];2007年

5 孫水發(fā);鄭勝;萬均力;;非周期隨機共振信號處理物理機制的研究[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文摘要集[C];2007年

6 康艷梅;蔣耀林;;含色噪聲隨機共振系統(tǒng)的非線性響應:一個半解析研究[A];第八屆全國動力學與控制學術會議論文集[C];2008年

7 康艷梅;江俊;李逸娟;;非正常擴散下單穩(wěn)杜芬振子系統(tǒng)中的非傳統(tǒng)隨機共振[A];第十二屆全國非線性振動暨第九屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議論文集[C];2009年

8 王寶華;陸啟韶;呂淑娟;;閾下激勵與噪聲聯(lián)合作用下肝細胞系統(tǒng)的內鈣時空隨機共振問題[A];第十二屆全國非線性振動暨第九屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議論文集[C];2009年

9 申建偉;;自誘導隨機共振相關研究進展及其在基因網絡動力學研究中的應用[A];第六屆全國動力學與控制青年學者學術研討會論文摘要集[C];2012年

10 狄根虎;許勇;張鳳琴;;線性系統(tǒng)的隨機共振研究[A];第九屆全國動力學與控制學術會議會議手冊[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據庫 前1條

1 董映璧;復雜物理系統(tǒng)存在多樣性共振[N];科技日報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 段法兵;參數(shù)調節(jié)隨機共振在數(shù)字信號傳輸中的應用[D];浙江大學;2002年

2 張曉飛;直升機傳動系統(tǒng)狀態(tài)增強檢測的隨機共振理論與方法研究[D];國防科學技術大學;2013年

3 范劍;隨機共振和混沌理論在微弱信號檢測中的應用研究[D];河北工業(yè)大學;2014年

4 劉進;基于非線性隨機共振的弱信號檢測理論研究[D];西安電子科技大學;2015年

5 何美娟;基于統(tǒng)計復雜度的雙穩(wěn)系統(tǒng)隨機共振及動力學復雜性研究[D];西北工業(yè)大學;2015年

6 周玉榮;隨機共振及其在神經動力學模型中的應用[D];電子科技大學;2009年

7 李建龍;隨機共振的參數(shù)調節(jié)方法及在信號處理中的應用[D];浙江大學;2005年

8 薛凌云;神經元隨機共振機制及其在語音與圖像處理中的應用研究[D];浙江大學;2009年

9 張瑩;隨機共振信號恢復機理與方法研究[D];天津大學;2010年

10 曾令藻;反常過程中的非周期隨機共振理論[D];浙江大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 王仁國;神經元系統(tǒng)中的閾上隨機共振[D];華中科技大學;2007年

2 沈濤;積分發(fā)放模型中的閾上隨機共振[D];華中科技大學;2008年

3 陳晨;隨機共振微弱信號檢測的參數(shù)敏感性研究與應用[D];西安石油大學;2015年

4 楊濤;典型的生物及化學系統(tǒng)中隨機和延遲效應研究[D];昆明理工大學;2015年

5 李慧;隨機Hodgkin-Huxley神經元網絡的相干共振[D];浙江師范大學;2015年

6 王婕;基于隨機共振和混沌理論的行星齒輪箱微弱信號檢測方法研究[D];電子科技大學;2014年

7 王瀟;基于隨機共振的CDMA波束成形技術研究[D];電子科技大學;2014年

8 任昱昊;硬限幅和軟限幅陣列中的隨機與振蕩共振研究[D];青島大學;2015年

9 譙自健;基于隨機共振理論的微弱信號檢測方法研究及應用[D];蘭州理工大學;2015年

10 陶藝;基于壓電阻抗的轉子損傷定量檢測方法研究[D];重慶大學;2015年

，

本文編號：611057