基于信息融合的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)智能故障診斷方法研究.pdf

1、風(fēng)電機(jī)組工作環(huán)境惡劣,風(fēng)速不穩(wěn)定,在交變載荷條件下,風(fēng)電機(jī)組的傳動系統(tǒng)最易失效和損壞,尤其是風(fēng)電機(jī)組的主軸、齒輪箱等關(guān)鍵傳動件的不平衡、磨損、疲勞損傷、斷裂等故障更為明顯。風(fēng)電機(jī)組安裝在野外幾十米的高空,體型龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維修十分不便,風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)故障所造成的發(fā)電量損失及部件更換費(fèi)用極高。如果能對風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)的故障進(jìn)行智能診斷,并據(jù)此指導(dǎo)保養(yǎng)和維修工作,就能有效地控制故障過程,避免事故發(fā)生,還可避免匆忙采購、長期等待、坐失發(fā)電

2、的黃金季節(jié)等現(xiàn)實(shí)問題。
　　風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)由主軸、軸承、齒輪箱等傳動部件組成,受到信號傳播途徑、傳播介質(zhì)的影響,單一測振傳感器的振動信息主要反映傳動系統(tǒng)的局部運(yùn)行狀態(tài),需要在風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)不同位置布置多個(gè)測振傳感器進(jìn)行振動狀態(tài)監(jiān)測,通過對多個(gè)測振傳感器的振動信息進(jìn)行融合處理,以期更好地全面反映風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)。由于在交變載荷作用下風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)各部件的振動信息相互耦合、振動信號具有強(qiáng)烈的非線性特點(diǎn)、故障特征微弱,

3、各個(gè)測點(diǎn)的振動故障特征難以提取。目前風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)故障樣本稀缺,故障診斷難度大,需要研究小子樣故障診斷方法。
　　論文針對風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)非線性微弱特征提取、小子樣故障診斷、多傳感器信息融合決策等問題,深入研究基于信息融合的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)智能故障診斷方法,具體研究內(nèi)容如下:
　　1)針對風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)振動故障特征微弱、非線性的特點(diǎn),提出基于半監(jiān)督流形學(xué)習(xí)的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)非線性微弱故障特征提取方法。研究了風(fēng)電機(jī)組傳動系

4、統(tǒng)故障狀態(tài)表征方法,構(gòu)建混合域特征集,全面準(zhǔn)確地刻畫風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)微弱故障特征。通過重建權(quán)重來描述風(fēng)電機(jī)組樣本之間的局部幾何,結(jié)合混合域特征的非線性流形結(jié)構(gòu)和部分標(biāo)簽信息形成距離矩陣,基于距離矩陣進(jìn)行近鄰重構(gòu)進(jìn)而發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)混合域特征集的全局低維坐標(biāo)。研究了半監(jiān)督流形學(xué)習(xí)融合約簡過程中的本征維數(shù)、鄰域大小對敏感特征的影響規(guī)律,避免了參數(shù)選擇的盲目性,提高了風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)非線性振動信號敏感特征的提取效果。
　　2)針對風(fēng)

5、電機(jī)組傳動系統(tǒng)故障樣本稀缺問題,提出基于免疫遺傳算法優(yōu)化小波支持向量機(jī)的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)小子樣故障診斷方法。結(jié)合支持向量核和小波分解理論,研究了小波支持向量機(jī)的構(gòu)建方法,小波核函數(shù)具有局部分析和特征提取能力,更加適合處理風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)局部融合智能診斷。研究了免疫遺傳的參數(shù)優(yōu)化選擇算法,通過綜合考慮抗體之間的信息交互實(shí)現(xiàn)小波支持向量機(jī)參數(shù)的優(yōu)化選取,建立基于優(yōu)化參數(shù)的智能診斷模型,提升了風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)局部融合智能模型的診斷性能。

6、>　　3)針對多傳感器振動信息的融合決策問題,提出基于不完善信息融合理論的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)多傳感器振動診斷結(jié)果的融合決策方法。計(jì)算多傳感器振動診斷結(jié)果的沖突系數(shù),當(dāng)沖突系數(shù)小于一定閾值時(shí),采用DS證據(jù)理論,利用先驗(yàn)概率賦值函數(shù)表示后驗(yàn)證據(jù)區(qū)間,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)各傳感器振動診斷結(jié)果的融合決策;當(dāng)沖突系數(shù)大于一定閾值時(shí),采用DSmT融合決策理論,利用沖突比例重分配規(guī)則對沖突證據(jù)的信度進(jìn)行重新分配,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)相互沖突的多傳感器振