风电机组及其齿轮箱寿命的统计建模

【摘要】：为了从可靠性数据的角度对风电机组及其齿轮箱进行可靠性分析,本文以30台1.5MW水平轴风电机组52个月的可靠性数据为研究对象,建立风电机组平均故障间隔时间分布模型；基于风电齿轮箱的无故障数据,分别运用Bayes方法和最优置信限法进行分析,预测风电齿轮箱的可靠度及可靠寿命；并收集风电齿轮箱零部件相关的经验信息,运用Bayes方法或最优置信限方法分析其可靠性。主要研究内容如下： (1)风电机组在实际工作中是可修复系统,对于可修复系统,寿命就是指平均故障间隔时间。所以,提取30台风电机组52个月的故障间隔时间,借助于MATLAB软件分别对几类寿命分布模型进行参数估计、曲线拟合及假设检验,最终建立风电机组平均故障间隔时间分布模型。 (2)由于这30台风电机组的齿轮箱在数据采集截止时间内没有发生故障,可靠性数据表现为无故障数据。根据无故障数据的相关处理方法,选择应用Bayes方法和最优置信限法,分别分析其在无故障数据情形下的可靠性,将两种方法的估计结果进行比较验证,并对最优置信限法中置信水平的取值规律进行了探讨,最终得到风电齿轮箱可靠度和可靠寿命预测。 (3)在经过Bayes方法和最优置信限法对风电齿轮箱无故障数据分析研究后,通过有目的地收集相关经验数据,根据所获得的信息选取最优置信限法分别在形状参数未知与已知的两种情况下,对风电齿轮箱的几类轴承进行可靠性预测。 基于可靠性数据对现役风电机组及其齿轮箱进行可靠性分析预测,更符合风电机组实际运行的情况,这将为风电机组及其齿轮箱设计、制造及维修提供参考标准。同时,为国产风电齿轮箱在无故障数据的情形下的可靠性分析提供新的分析思路。 【关键词】：风电齿轮箱 平均故障间隔时间 最优置信限法 Bayes方法 可靠性
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM315
【目录】：

• 目录5-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 插图索引10-11
• 附表索引11-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 课题研究的背景与意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 风电齿轮箱可靠性的研究现状14
• 1.2.2 可靠性数据研究现状14-16
• 1.3 主要内容16-18
• 第2章 基础知识18-28
• 2.1 统计学基本知识18-22
• 2.1.1 总体、样本、简单随机样本18-19
• 2.1.2 点估计19-22
• 2.1.3 区间估计22
• 2.2 可靠性数据22-27
• 2.2.1 可靠性数据的收集22-25
• 2.2.2 可靠性数据分析的内容和方法25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 风电机组可靠性数据的收集整理28-36
• 3.1 风电机组可靠性数据的收集28-29
• 3.2 风电机组故障数据的整理29-31
• 3.3 风电机组平均故障间隔时间31-32
• 3.4 风电齿轮箱无故障数据32-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 风电机组平均故障间隔时间分布模型的建立36-50
• 4.1 风电机组平均故障间隔时间的提取36-38
• 4.2 平均故障间隔时间分布模型的初步判断38-40
• 4.3 平均故障间隔时间分布模型的建立及检验40-49
• 4.3.1 正态分布40-43
• 4.3.2 对数正态分布43-46
• 4.3.3 双参数威布尔分布46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 风电齿轮箱及其零部件无故障数据可靠性分析50-71
• 5.1 基于Bayes方法的风电齿轮箱可靠性分析51-57
• 5.1.1 Bayes方法介绍51-54
• 5.1.2 Bayes方法分析风电齿轮箱无故障数据54-57
• 5.2 基于最优置信限法的风电齿轮箱可靠性分析57-65
• 5.2.1 几个定义57-58
• 5.2.2 形状参数范围估计58-59
• 5.2.3 可靠度的1-α置信水平最优置信下限59-63
• 5.2.4 可靠寿命的1-α水平最优置信下限63-65
• 5.3 Bayes方法与最优置信限法的比较65-67
• 5.4 风电齿轮箱零部件可靠性分析67-70
• 5.4.1 形状参数未知时零部件可靠性分析67-69
• 5.4.2 形状参数已知时零部件可靠性分析69-70
• 5.5 本章小结70-71
• 结论与展望71-73
• 本文的创新点71-72
• 研究展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文77-78
• 附录B 论文中所用到的MATLAB程序78-80
• B.1 正态分布拟合曲线程序78-79
• B.2 对数正态分布拟合曲线程序79-80
• B.3 双参数威布尔分布拟合曲线程序80

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