風電機傳動系統(tǒng)振動故障的智能診斷方法研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染與資源危機問題的日趨加劇，可再生能源的發(fā)展越發(fā)受到重視。風能作為一種可持續(xù)的清潔能源，近些年其總裝機量不斷攀升，相關(guān)的第三產(chǎn)業(yè)即風電機組維護、監(jiān)測、故障診斷等成為新的研究方向。同時，由于風電機組的工作環(huán)境通常較為惡劣，發(fā)生故障難以及時發(fā)現(xiàn)并維修，因此，風電機組的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷具有重要的意義。研究表明風電機組中最易發(fā)生故障的是其傳動系統(tǒng)，由于風電機組傳動系統(tǒng)的振動信號屬于非平穩(wěn)信號，且不同零件與不同工況下的信號差異很大，所

2、以傳統(tǒng)頻譜分析故障診斷方法難以實現(xiàn)對振動故障的準確診斷且費工費時。由此，本文以風力發(fā)電機組的傳動系統(tǒng)為研究對象，針對其工作特點做了如下研究:
　　首先，論文分析了風電機組傳動系統(tǒng)中的風輪、低速軸、齒輪箱、高速軸、發(fā)電機的基本工作原理及故障特點，并確定齒輪或軸承的損壞是導致傳動系統(tǒng)發(fā)生振動故障的主要原因，據(jù)此選擇了用于進行振動信號分析的各個監(jiān)測點。
　　第二，針對振動信號非平穩(wěn)且診斷方法受工況、部件的約束較大這一特點，論文提出

3、將非線性狀態(tài)估計技術(shù)(NSET)引入風電機組傳動系統(tǒng)的振動故障診斷中。其中NSET模型屬于數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型，即對正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行記憶，通過NSET模型將實際數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)進行對比分析并做出故障判斷。本文應用Matlab仿真軟件完成NSET建模并進行故障診斷，最后對診斷結(jié)果進行分析，驗證了NSET模型的可行性。
　　第三，針對NSET方法缺乏理論基礎(chǔ)，致使參數(shù)不易選取的特點，論文提出將支持向量回歸機(SVR)與NSET方法相結(jié)合的改

4、進NSET方法。這種方法以支持向量機為理論基礎(chǔ)，通過SVR的回歸函數(shù)模型將實際數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)進行對比分析并做出故障判斷。同樣應用Matlab仿真軟件完成回歸函數(shù)模型的建模并進行故障診斷，最后對診斷結(jié)果進行分析，同時與傳統(tǒng)NSET診斷方法進行對比，驗證了改進后的方法在診斷結(jié)果與運行可行性方面均得到了優(yōu)化。
　　第四，將NSET方法與改進后的NSET方法植入風電機組監(jiān)測與診斷軟件，并對實際運行的風電機組進行監(jiān)測與故障診斷，進而驗證了這