【摘要】：風電機組的故障診斷是風力發(fā)電中的一項重要技術。隨著風電產業(yè)的蓬勃發(fā)展,風電機組故障診斷方面不斷有新的、更高的要求被提出來。風電機組的故障診斷具有重大意義。證據理論在處理不確定性信息時更加方便快捷,廣泛應用于根據多源信息進行故障診斷。風電機組故障多源信息表示、不確定性等特點使得證據理論成為融合診斷的一種合適選擇�；谧C據理論的多源信息融合方法,本文將該方法應用于風力發(fā)電機組故障診斷,具體包括以下三點:(1)介紹了信息融合技術基本原理與信息融合處理模型,并給出了信息融合在數據級、特征級以及決策級三個層次上的融合模型,分析了該技術時如何處理故障信息,并在故障診斷得到應用的。通過對證據理論基本框架和相應組合規(guī)則的研究,總結了相關的基于證據理論的故障診斷方法。針對風力發(fā)電機組故障診斷,分析了基于證據理論的多源信息融合方法的可行性。(2)通過對相對熵原理的研究應用,解決了證據理論融合過程中原始證據高度沖突對融合結果的影響。根據多個傳感器得到的證據重要性不同,通過相對熵原理判斷每個證據影響因子的大小,即通過賦予每個證據不同的權值,從而削弱或放大每個證據的影響力。將該方法應用于風電機組軸承故障診斷中,取得良好的診斷效果。該方法通過加速度傳感器提取軸承故障振動信號,采用經驗模態(tài)分解法(EMD)分解故障振動信號,采集包絡譜特征頻率,作為故障特征量。通過與各故障樣本頻率比較,做出初步診斷;引入灰色理論中的相關性原理,獲取原始證據;利用相對熵原理對原始證據分配相應權值,最后通過D-S組合規(guī)則對修改后的證據進行融合。(3)在現實故障診斷中,外界環(huán)境的影響使得證據理論的應用存在一定的不足,即從不完整、不確定信息中提取BPA(基本概率賦值函數)還存在一定的限制。本文通過對基于隨機集的信任測度和基于隨機集的似真測度進行含糊化處理,該方法能夠很好的提取證據理論的BPA(基本概率賦值函數);在對風力發(fā)電機進行故障診斷時也能夠取得較好的診斷結果。通過比較,含糊化處理不確定性信息比模糊化處理不確定性信息的效果更好,更能客觀全面地體現不確定信息的本質內容,大大提高故障的識別診斷能力。該方法不僅適用于風電系統的故障診斷,也可用于診斷其他的機電設備的不確定性故障。
[Abstract]:Fault diagnosis of wind turbine is an important technology in wind power generation. With the rapid development of wind power industry, new and higher requirements have been put forward for wind turbine fault diagnosis. The fault diagnosis of wind turbine is of great significance. Evidence theory is more convenient to deal with uncertain information and widely used in fault diagnosis based on multi-source information. The characteristics of multi-source information representation and uncertainty of wind turbine fault make evidence theory a suitable choice for fusion diagnosis. Based on the evidence theory, this paper applies this method to wind turbine fault diagnosis, including the following three points: (1) the basic principle of information fusion technology and the information fusion processing model are introduced. The fusion model of information fusion at data level, feature level and decision level is given, and how to deal with fault information in this technology is analyzed and applied in fault diagnosis. Based on the study of the basic framework of evidence theory and the corresponding combination rules, the relevant fault diagnosis methods based on evidence theory are summarized. For wind turbine fault diagnosis, the feasibility of multi-source information fusion method based on evidence theory is analyzed. (2) through the research and application of relative entropy principle, The influence of the high conflict of the original evidence on the fusion result is solved. According to the different importance of the evidence obtained by multiple sensors, the magnitude of each evidence influence factor is judged by the relative entropy principle, that is, by giving each evidence a different weight, the influence of each evidence is weakened or amplified. The method is applied to the bearing fault diagnosis of wind turbine, and good diagnosis effect is obtained. In this method, the vibration signal of bearing fault is extracted by acceleration sensor, and the fault vibration signal is decomposed by empirical mode decomposition (EMD) method, and the envelope spectrum characteristic frequency is collected as the fault characteristic quantity. By comparing with the frequency of each fault sample, we make a preliminary diagnosis; introduce the correlation principle of grey theory to obtain the original evidence; use the relative entropy principle to assign the corresponding weight to the original evidence. Finally, the modified evidence is fused by D-S combination rule. (3) in the actual fault diagnosis, the influence of external environment makes the application of evidence theory have some shortcomings, that is, never complete. There are some limitations in extracting BPA (basic probability assignment function) from uncertain information. This paper deals with the ambiguity of trust measures based on random sets and quasi-true measures based on random sets. This method can extract evidence theory of BPA (basic probability assignment function) and obtain good diagnosis results in fault diagnosis of wind turbine. By comparison, the effect of ambiguity processing uncertainty information is better than that of fuzzy processing uncertainty information, the essence of uncertain information can be reflected objectively and comprehensively, and the ability of fault identification and diagnosis is greatly improved. This method is not only suitable for fault diagnosis of wind power system, but also can be used to diagnose uncertain faults of other electromechanical equipment.
【學位授予單位】：上海電機學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315

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本文編號：2258935