基于LabVIEW和分形理論的風(fēng)電機組故障診斷系統(tǒng)研究

【摘要】：本論文根據(jù)風(fēng)力發(fā)電在國內(nèi)外的發(fā)展情況,以及風(fēng)電機組的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和故障診斷方面的研究現(xiàn)狀,對機組傳動系統(tǒng)的故障診斷方法做了分析。應(yīng)用美國國家儀器公司NI (National Instruments Corporation)的虛擬儀器技術(shù)和圖形化編程語言LabVIEW8.5作為軟件開發(fā)平臺,嘗試開發(fā)風(fēng)電機組傳動部分狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),并根據(jù)系統(tǒng)運行過程中所采集的振動信號對其具體運行狀態(tài)做了詳細分析。 論文主要由三部分組成：風(fēng)電機組常見故障分析、分形理論在故障診斷中的實際應(yīng)用和基于Lab VIEW的故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)。根據(jù)風(fēng)電機組尤其是齒輪箱部分的振動情況,對采集的振動信號進行分析,提取特征值,并利用分形理論進行分形維數(shù)的計算。在眾多分形維數(shù)中,最終選擇對吸引子不均勻性反應(yīng)最為敏感的關(guān)聯(lián)維數(shù),將其用于非線性故障的特征提取。針對關(guān)聯(lián)維數(shù)的計算,提出了狀態(tài)距離函數(shù)的概念,以便于應(yīng)用關(guān)聯(lián)維數(shù)對系統(tǒng)運行狀態(tài)和故障形式進行判斷,找出故障原因。 最后,論文以圖形化編程語言Lab VIEW為開發(fā)平臺,對模擬輸入振動信號的分析處理進行了應(yīng)用仿真。其目的主要是對所采集的振動信號進行定量分析,并將數(shù)據(jù)以圖表的形式顯示出來,然后存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。經(jīng)過對模擬信號的仿真分析,驗證了該系統(tǒng)的可操作性,說明該系統(tǒng)具有深入研究和完善其現(xiàn)場應(yīng)用的價值。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機組 故障診斷 虛擬儀器 LabVIEW 分形理論 關(guān)聯(lián)維數(shù)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM315;TH165.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 風(fēng)力發(fā)電10-11
• 1.2 全球風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.3 故障診斷的研究動態(tài)14-15
• 1.4 分形理論的發(fā)展及應(yīng)用15-16
• 1.5 本課題的研究意義和主要內(nèi)容16-18
• 第2章 風(fēng)電機組常見故障分析18-27
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電機組介紹18-20
• 2.1.1 風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)介紹18-19
• 2.1.2 風(fēng)電機組故障統(tǒng)計19-20
• 2.2 風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)典型故障20-22
• 2.2.1 風(fēng)輪20
• 2.2.2 齒輪箱20-21
• 2.2.3 發(fā)電機21-22
• 2.3 齒輪箱典型故障特點22-25
• 2.3.1 不對中故障22
• 2.3.2 不平衡故障22-23
• 2.3.3 齒輪損壞23-24
• 2.3.4 軸承損壞24
• 2.3.5 軸損壞24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 分形理論在故障診斷中的應(yīng)用27-40
• 3.1 分形理論概述27-29
• 3.1.1 分形幾何27
• 3.1.2 混沌27-28
• 3.1.3 混沌與分形的關(guān)系28-29
• 3.1.4 吸引子29
• 3.2 分形維數(shù)29-34
• 3.2.1 Hausdorff維數(shù)30-31
• 3.2.2 相似維數(shù)31
• 3.2.3 盒計數(shù)維數(shù)31-32
• 3.2.4 容量維數(shù)32
• 3.2.5 關(guān)聯(lián)維數(shù)32-34
• 3.2.6 信息維數(shù)34
• 3.3 關(guān)聯(lián)維數(shù)在風(fēng)電機組齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用34-39
• 3.3.1 重構(gòu)相空間34-35
• 3.3.2 關(guān)聯(lián)維數(shù)的G-P算法35-36
• 3.3.3 應(yīng)用于故障診斷的關(guān)聯(lián)維數(shù)改進算法36-37
• 3.3.4 仿真診斷算例分析37-38
• 3.3.5 分形診斷實例分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于LabVIEW的故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)40-54
• 4.1 虛擬儀器技術(shù)與LabVIEW介紹40-42
• 4.1.1 虛擬儀器的定義及發(fā)展歷程40
• 4.1.2 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較40-41
• 4.1.3 LabVIEW簡介41-42
• 4.2 風(fēng)電機組故障監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計與開發(fā)42-51
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集模塊42-44
• 4.2.2 信號處理模塊44-48
• 4.2.3 故障診斷模塊48-49
• 4.2.4 數(shù)據(jù)管理模塊49-51
• 4.3 關(guān)聯(lián)維數(shù)計算方法在LabVIEW中的實現(xiàn)51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 結(jié)論54
• 5.2 展望54-56
• 參考文獻56-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果59-60
• 致謝60

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