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《重庆大学》 2010年
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风力发电机组振动检测及噪声评估研究

吴宏钢  
【摘要】: 统计资料表明,由于振动而引起的设备故障,在各种故障中占60%以上。振动与噪声检测是设备状态检测与故障诊断技术中的重要方法。本文以风力发电机组为对象,研究了基于IEC 61400-11国际标准的风力发电机组声发射特性评估及振动检测分析的相关理论问题,开发了风力发电机组振动检测与噪声评估虚拟仪器系统。 研究了风力发电机振动机理、振动信号的常用分析方法;分析了风机振动检测的基本参量,振动检测分析的基本方法,包括时域、幅值域分析,振动信号的运算,频域谱分析,时频分析,零相位数字滤波去噪等;讨论了振动检测分析于风机设备故障诊断的意义;学习并深入研究了IEC 61400国际标准,介绍了声学测量的基本概念,IEC 61400-11风机噪声评估国际标准;着重分析了该标准中测量位置的计算、标准风速的计算、视在声功率的计算及音调的计算。 提出了基于PDE的振动信号滤波去噪方法。介绍了PDE的基本理论;分析了热传导方程的滤波原理,从理论上探讨了PDE滤波与传统滤波器的相关性;并从传统滤波器的角度出发,分析了PDE滤波的演化时间、迭代次数、调节系数等参数设计问题;对PDE滤波在信号维数扩展进行初步分析;分析了PDE滤波的影响因素;采用多种差分格式建立了PDE滤波的迭代式;建立了计算机处理的PDE滤波离散模型,并对所提出的方法进行了实验验证;与多种滤波方法进行了对比研究。 提出了基于小波脊线提取的瞬时频率估计与阶比分析音调分析方法。介绍了小波脊线的基本理论;基于小波脊线的瞬时频率和瞬时幅值分析;小波脊线的提取方法,研究了基于重分配算法和SVD的多小波脊线提取方法。介绍了确保风力发电机组声发射测试过程准确、可重复的声学测量、分析方法;得出了机舱风速与输出功率的相关性优于测风塔风速与输出功率相关性的实践结论;深入研究了适用于该过程的基于声压法的声功率级估算公式的理论基础;详细分析了分析了基于窄带谱与心理声学的的音调评估过程,及该音调评估方法存在的问题;提出了基于小波脊线提取的瞬时频率估计与阶比分析音调分析方法,并对该方法进行了比较试验。该算法更接近IEC标准的算法理念。 分析了误差与不确定的区别与联系;介绍了“测量不确定度评定与表示”标准——JJF1059-1999中的标准不确定度,A类评定标准不确定度,B类评定标准不确定度,合成标准不确定度与扩展不确定度的评定;分析了风机振动来源、噪声来源和虚拟测试系统的不确度来源。依据IEC 61400-11标准和国标,对振动检测不确定度、声功率不确定度、1/3倍频程不确定度和音调不确定的评定进行了分析。 介绍了虚拟仪器的基本概念和特点,国内外主要的虚拟仪器开发系统及控件化虚拟仪器等内容;开发了风机振动检测模块和噪声评估模块,包括模块的功能分析,模块的组成等。在国内外首次开发成功了基于虚拟仪器架构的、专门用于风力发电机组声发射特性IEC认证的工业级测量评估系统,并成功投入于国内风电市场的商业测试,完成了多种新型风电机组的声发射IEC认证预评估工作,以极高的性价比获得企业用户的高度评价。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM315;TB535

知网文化
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨正益;制造物联海量实时数据处理方法研究[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马涛;基于振动信号的大型风力发电机齿轮箱健康状态预测研究[D];沈阳工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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3 郭瑜;基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D];重庆大学;2003年
4 金涛;虚拟仪器系统的误差分析方法的研究[D];重庆大学;2005年
5 尹爱军;秦氏模型虚拟仪器及VMIDS开发系统的研究[D];重庆大学;2006年
6 周传德;科学计算可视化理论及智能虚拟显示系统的研究[D];重庆大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 时轶;风力发电机组振动测试技术研究[D];新疆农业大学;2007年
2 孙磊;基于IEC标准的风力发电机组声发射评估理论研究及其专用系统的实现[D];重庆大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张青锁;刘占时;;数字地形图的误差校正[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
2 朱海琴;刘铁岭;;频谱分析技术在齿轮箱上的成功应用[A];2011年河北省炼铁技术暨学术年会论文集[C];2011年
3 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 宫义山;钱娜;;贝叶斯网络结构在线学习算法及应用[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
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6 刘长岭;张泽宇;杨宁;;光电编码器校正控制研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
7 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 杨湘浩;刘云;;基于人才流动的企业隐性知识传播模型研究[A];第七届中国科技政策与管理学术年会论文集[C];2011年
10 万维汉;张海峰;;基于先验知识的旋流器溢流粒度软测量[A];2011中国有色金属行业仪表自动化学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
9 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
10 刘华兴;被动声学测波新方法的实验研究及应用[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张淑芳;基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测仪的研制[D];安徽工程大学;2010年
2 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
3 崔树新;可重构动态集成测量方法研究[D];河南理工大学;2010年
4 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
5 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
6 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
7 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
8 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
9 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
10 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘晓娟;潘宏侠;;基于EMD分解和支持向量机的齿轮箱故障诊断与研究[J];柴油机设计与制造;2011年03期
2 焦洪峰;艾秀娟;;压缩天然气(CNG)加气站网络监控系统设计[J];电气技术;2011年02期
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4 肖迎元;刘云生;;确保时态一致性的实时并发控制协议[J];电子学报;2008年11期
5 许贵平,刘云生,徐长醒;分布式主动实时事务预分析与预测的集成框架[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年01期
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8 方旺盛,郑剑,邵利平;一种基于文件缓冲方式的操作大数据量数据的方法[J];计算技术与自动化;2004年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 尹丽子;基于动态模型的神经网络稳定性研究[D];山东师范大学;2011年
2 王吉权;BP神经网络的理论及其在农业机械化中的应用研究[D];沈阳农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 师英;大型风力机机械系统健康监测技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 王晓斌;基于粒子滤波的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
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6 秦康;基于GPRS的风力发电机振动状态监测系统的研究与设计[D];湖南大学;2011年
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10 崔玉敏;基于振动信号非线性方法的轴承故障诊断研究[D];江苏大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林洪桦;B类不确定度估算法探讨[J];北京工业学院学报;1984年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 盖强;局域波时频分析方法的理论研究与应用[D];大连理工大学;2001年
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5 郭瑜;基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D];重庆大学;2003年
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7 尹爱军;秦氏模型虚拟仪器及VMIDS开发系统的研究[D];重庆大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 洪运华;新疆农业生产资料现代供应系统研究[D];新疆农业大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 得时;;维斯塔斯 风能公司概况[J];农业机械;2003年05期
3 本刊编辑部;GE风能技术走进中国——记风力发电机组技术发展及本地化生产研讨会[J];国际电力;2004年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 杨锡运;刘欣然;;风力发电机组的桨距角滑模变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 张维新;郝雅楠;;变桨距风力发电机组的PID控制器设计[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 姚学文 通讯员 任彬彬;风电装备“吹”出大产业[N];湖南日报;2008年
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3 英莲;新能源面临两大困局普及亟待政策统筹[N];市场报;2009年
4 本报记者 冯济武;湘电集团:携关键技术乘“风”而上[N];中国工业报;2009年
5 记者 马钦麟 实习生 杨珍;发电集团“风驰电掣”[N];宁夏日报;2009年
6 首席记者 吕红丽;中石油首台兆瓦级风力发电机组在“辽河”下线[N];盘锦日报;2009年
7 本报记者 李联慧;东汽第1000台风电机组下线[N];中国工业报;2008年
8 通讯员 严维新 吉志强 记者 贺耀堂;中国国电集团总经理朱永芃来连考察[N];连云港日报;2009年
9 记者 庄云锋;北车风电首台风力发电机组下线[N];济南日报;2010年
10 本报记者 高琳 潘继鹏;破解风电防雷的“紧箍咒”[N];中国气象报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴宏钢;风力发电机组振动检测及噪声评估研究[D];重庆大学;2010年
2 刘军;风力发电机组控制策略优化与实验平台研究[D];重庆大学;2011年
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4 徐宝清;水平轴风力发电机组风轮叶片优化设计研究[D];内蒙古农业大学;2010年
5 王磊;海上风电机组系统动力学建模及仿真分析研究[D];重庆大学;2011年
6 陈杰;变速定桨风力发电系统控制技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 李俊;大型风电机组整机及关键部件仿真分析与优化设计研究[D];重庆大学;2011年
8 艾超;液压型风力发电机组转速控制和功率控制研究[D];燕山大学;2012年
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10 曲弋;MW级风力发电机组关键部件振动分析与故障诊断方法研究[D];沈阳工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立军;变速变桨距风力发电机组的滑模变结构控制技术研究[D];华东理工大学;2010年
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3 刘苑红;含风力发电机组的网络能量分布特征分析[D];华北电力大学(北京);2010年
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8 张小科;风力发电机组振动在线监测及故障诊断[D];华北电力大学(北京);2011年
9 吴建明;双馈风力发电机组及其低电压穿越技术研究[D];内蒙古科技大学;2011年
10 郑平;20kW风力发电机组的最大功率追踪控制[D];北京化工大学;2010年
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