基于隨機共振的風電機組軸承早期微弱故障信號檢測.pdf

1、風電機組所處環(huán)境的情況特殊，使其具有故障易發(fā)和故障停機時間長的特點。風電機組的主要故障部位中，軸承故障導致的停機事故占到20％。因此盡早檢測出風機軸承故障信號，并合理安排維護計劃，對降低維護成本及增加發(fā)電時間具有實際意義。
　　風機運行時會產(chǎn)生高噪聲，故障信號易淹沒在強噪聲當中，并且實際工況中噪聲環(huán)境及微弱信號頻率都不確定，針對該問題，本文設(shè)計了多尺度噪聲調(diào)節(jié)自適應(yīng)隨機共振來進行檢測。隨機共振不同于傳統(tǒng)的檢測方法，在噪聲較強且信號

2、能量較弱時，它在抑噪的同時反而能夠增加微弱信號的能量，從而達到更好的檢測微弱信號的目的。論文主要進行了以下幾方面的工作：
　　本文首先介紹了隨機共振理論和傳統(tǒng)一階雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型，為了進一步提高檢測降噪效果，在此基礎(chǔ)上進行了改進，設(shè)計了二階隨機共振系統(tǒng)，并理論上驗證了其有效性，通過仿真對比驗證二階系統(tǒng)的檢測效果，在二階系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究了隨機共振系統(tǒng)各參數(shù)與輸出信噪比之間的關(guān)系。
　　其次，研究了滾動軸承的故障機理、振動機理及常

3、見故障的信號特征，總結(jié)出了軸承各故障及故障信號頻率對應(yīng)表。并研究了實際工況下風機軸承早期微弱故障信號所受的干擾情況，得出二階隨機共振系統(tǒng)可有效檢測其早期微弱故障信號。
　　然后在二階隨機共振系統(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)計了多尺度噪聲調(diào)節(jié)自適應(yīng)隨機共振算法，并仿真驗證了其檢測效果。為了使該算法應(yīng)用于實際應(yīng)用中，在所設(shè)計算法基礎(chǔ)上開發(fā)了微弱故障檢測系統(tǒng)，并通過仿真結(jié)果驗證了該檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最