本文關(guān)鍵詞：基于隨機(jī)共振的風(fēng)電機(jī)組軸承早期微弱故障信號(hào)檢測(cè)

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【摘要】：風(fēng)電機(jī)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(jī)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。風(fēng)電機(jī)組的主要故障部位中,軸承故障導(dǎo)致的停機(jī)事故占到20%。因此盡早檢測(cè)出風(fēng)機(jī)軸承故障信號(hào),并合理安排維護(hù)計(jì)劃,對(duì)降低維護(hù)成本及增加發(fā)電時(shí)間具有實(shí)際意義。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生高噪聲,故障信號(hào)易淹沒(méi)在強(qiáng)噪聲當(dāng)中,并且實(shí)際工況中噪聲環(huán)境及微弱信號(hào)頻率都不確定,針對(duì)該問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了多尺度噪聲調(diào)節(jié)自適應(yīng)隨機(jī)共振來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。隨機(jī)共振不同于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法,在噪聲較強(qiáng)且信號(hào)能量較弱時(shí),它在抑噪的同時(shí)反而能夠增加微弱信號(hào)的能量,從而達(dá)到更好的檢測(cè)微弱信號(hào)的目的。論文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作:本文首先介紹了隨機(jī)共振理論和傳統(tǒng)一階雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型,為了進(jìn)一步提高檢測(cè)降噪效果,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計(jì)了二階隨機(jī)共振系統(tǒng),并理論上驗(yàn)證了其有效性,通過(guò)仿真對(duì)比驗(yàn)證二階系統(tǒng)的檢測(cè)效果,在二階系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究了隨機(jī)共振系統(tǒng)各參數(shù)與輸出信噪比之間的關(guān)系。其次,研究了滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理、振動(dòng)機(jī)理及常見(jiàn)故障的信號(hào)特征,總結(jié)出了軸承各故障及故障信號(hào)頻率對(duì)應(yīng)表。并研究了實(shí)際工況下風(fēng)機(jī)軸承早期微弱故障信號(hào)所受的干擾情況,得出二階隨機(jī)共振系統(tǒng)可有效檢測(cè)其早期微弱故障信號(hào)。然后在二階隨機(jī)共振系統(tǒng)基礎(chǔ)上,加入了多尺度噪聲調(diào)節(jié)前處理和基于遺傳算法的自適應(yīng)處理,設(shè)計(jì)了多尺度噪聲調(diào)節(jié)自適應(yīng)隨機(jī)共振算法,并仿真驗(yàn)證了其檢測(cè)效果。為了使該算法應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用中,在所設(shè)計(jì)算法基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了微弱故障檢測(cè)系統(tǒng),并通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證了該檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后對(duì)算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在風(fēng)力發(fā)電傳動(dòng)系統(tǒng)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了軸承外圈、內(nèi)圈早期故障信號(hào)的實(shí)驗(yàn)采集和處理,結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的算法能較好檢測(cè)出風(fēng)機(jī)軸承的早期微弱故障信號(hào),即能準(zhǔn)確檢測(cè)出風(fēng)機(jī)軸承早期微弱故障。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 微弱軸承故障 隨機(jī)共振 多尺度噪聲調(diào)節(jié) 自適應(yīng)算法 故障檢測(cè)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(jī)共振國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 隨機(jī)共振簡(jiǎn)介14
• 1.2.2 隨機(jī)共振發(fā)展歷程14-15
• 1.2.3 隨機(jī)共振國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 隨機(jī)共振理論研究及參數(shù)影響分析19-32
• 2.1 隨機(jī)共振衡量標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型21-24
• 2.2.3 隨機(jī)共振算法仿真24-29
• 2.3 系統(tǒng)各參數(shù)對(duì)隨機(jī)共振影響分析29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障振動(dòng)機(jī)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(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障振動(dòng)機(jī)理33-38
• 3.2.1 軸承故障機(jī)理33-36
• 3.2.2 風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈36-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 多尺度噪聲調(diào)節(jié)自適應(yīng)隨機(jī)共振39-59
• 4.1 算法規(guī)劃39
• 4.2 多尺度噪聲調(diào)節(jié)隨機(jī)共振39-53
• 4.2.1 多尺度噪聲調(diào)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(yàn)證45-53
• 4.3 自適應(yīng)隨機(jī)共振53-57
• 4.3.1 自適應(yīng)信號(hào)處理算法53-54
• 4.3.2 基于遺傳算法的自適應(yīng)隨機(jī)共振54-57
• 4.4 多尺度噪聲調(diào)節(jié)自適應(yīng)隨機(jī)共振仿真驗(yàn)證57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 微弱故障檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)59-70
• 5.1 Lab VIEW簡(jiǎn)介59
• 5.2 Lab VIEW和Matlab混合編程技術(shù)59-62
• 5.2.1 混合編程的優(yōu)勢(shì)59-60
• 5.2.2 COM組件技術(shù)60-61
• 5.2.3 COM組件在LabVIEW中的調(diào)用61-62
• 5.3 微弱故障檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)62-64
• 5.3.1 系統(tǒng)各功能模塊簡(jiǎn)介62-63
• 5.3.2 系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)63-64
• 5.4 系統(tǒng)各模塊的建立及功能實(shí)現(xiàn)64-67
• 5.5 故障檢測(cè)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證67-69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 第6章 微弱故障信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證70-77
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)70-71
• 6.2 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行環(huán)境及所用故障件71-73
• 6.3 隨機(jī)共振系統(tǒng)對(duì)故障信號(hào)的檢測(cè)及處理結(jié)果73-76
• 6.3.1 外圈故障的隨機(jī)共振輸出頻譜對(duì)比74-75
• 6.3.2 內(nèi)圈故障的隨機(jī)共振輸出頻譜對(duì)比75-76
• 6.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 附錄83-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果88-89
• 致謝89

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