動(dòng)力機(jī)械是一類通過滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承支撐,依靠葉片、齒輪等部件進(jìn)行動(dòng)力傳遞或能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械裝置。在電力系統(tǒng)中,汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)等都屬于典型的動(dòng)力機(jī)械。經(jīng)過多年的發(fā)展,工業(yè)中的動(dòng)力機(jī)械已經(jīng)具有大型化,自動(dòng)化,精密化的特點(diǎn),有利地保障著國(guó)民生產(chǎn)的順利進(jìn)行。此類電力動(dòng)力機(jī)械一旦出現(xiàn)故障,將不可避免地造成較大經(jīng)濟(jì)損失,甚至更加嚴(yán)重的后果。因此,開展動(dòng)力機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警與壽命預(yù)測(cè)具有重要的理論意義和工程價(jià)值。動(dòng)力機(jī)械的故障模式多樣,具體來講,汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)軸系的葉片裂紋、熱應(yīng)力不均、燃燒震蕩會(huì)導(dǎo)致機(jī)組故障停機(jī);風(fēng)電機(jī)組中傳動(dòng)齒輪和軸承的斷裂、磨損也需要檢修更換,造成發(fā)電量損失。振動(dòng)分析是進(jìn)行上述設(shè)備故障趨勢(shì)監(jiān)測(cè)的有效手段,通過采集振動(dòng)信號(hào)、提取反映故障趨勢(shì)的故障特征、結(jié)合壽命預(yù)測(cè)方法可以有效發(fā)現(xiàn)故障并預(yù)判機(jī)組的失效時(shí)間,為進(jìn)行機(jī)組的狀態(tài)檢修提供技術(shù)支持。粒子濾波是一種遞歸的貝葉斯分析方法,它通過系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行狀態(tài)預(yù)測(cè),結(jié)合大量已知分布的粒子、觀測(cè)矩陣和重采樣技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)的更新。基于粒子濾波的狀態(tài)估計(jì)方法由于其需求歷史數(shù)據(jù)少,適用范圍廣,運(yùn)算量相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn),在剩余壽命預(yù)測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文開展基于粒子濾波的動(dòng)力機(jī)械剩余壽命預(yù)測(cè)方法研究,對(duì)粒子濾波器重采樣部分以及系統(tǒng)模型的構(gòu)建進(jìn)行了一定程度的改進(jìn),改進(jìn)之后的粒子濾波器對(duì)于粒子匱乏現(xiàn)象更具抵抗力,濾波器的適應(yīng)性與穩(wěn)定性也因而得到了提升;以改進(jìn)后的粒子濾波器為基礎(chǔ),結(jié)合無跡卡爾曼濾波,提出基于無跡粒子濾波器的剩余壽命預(yù)測(cè)方法。能夠通過無跡卡爾曼濾波對(duì)粒子濾波的粒子群進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步提高濾波器的穩(wěn)定性與預(yù)測(cè)精度。通過燃?xì)廨啓C(jī)的振動(dòng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)和風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承壽命預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文方法的有效性。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN713;TK05

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本文編號(hào)：2823013