首页 > 88必威

基于EMD的风电塔筒振动信号研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 18:46:30
热度:

基于EMD的风电塔筒振动信号研究【摘要】:随着传统能源的枯竭和环境问题日益突出,低碳、清洁的可再生能源在全球能源战略中的地位逐渐提升。风能是目前最具有开发利用前景的一种可再生能源,

【摘要】:随着传统能源的枯竭和环境问题日益突出,低碳、清洁的可再生能源在全球能源战略中的地位逐渐提升。风能是目前最具有开发利用前景的一种可再生能源,其主要的利用形式为风力发电。风电塔筒将空中的风电机与地面连接,是风力发电机组的承重装置,直接影响风力发电机组的使用寿命。 近年来,风力发电“倒塔”事故频发,使企业受到了严重的经济损失。而在实际应用中,风电塔筒的健康检查多以定期人工检查为主,并不能及时发现塔筒故障。因此,本文研究了正常使用中的风电塔筒的振动信号,并提取其振动特征,为后续的塔筒健康检查提供参考。 本文围绕风电塔筒的振动信号,进行了以下的研究: (1)根据塔筒振动信号的非平稳性特点,研究了几种常用的时频分析方法,即短时傅里叶变换、Winger-Ville分布、小波变换,并分析了这几种时频分析法的局限性; (2)重点研究了经验模态分解(EMD)方法,EMD方法是一种新的时频分析方法,适于分析非线性、非平稳信号。它将信号中真实存在的不同尺度波动或趋势逐级分解出来,产生一系列具有不同尺度特征的固有模态函数,从而实现了信号的局域性分解。可通过对固有模态函数的研究,提取信号的振动特征; (3)针对风电塔筒振动信号在采集过程中夹杂的噪声信号,本文应用基于KPCA的信号消噪方法进行振动信号的去噪。该方法通过相空间重构理论,将一维的塔筒振动信号扩展为包含塔筒振动信号及噪声干扰成分的高维信号,然后利用核主成分分析方法,提取重构的高维信号中的主分量,从而消除塔筒振动信号中的干扰成分; (4)针对经验模态分解的端点效应问题,本文通过仿真分析具体说明了端点效应问题,并采用镜像延拓法对端点进行了处理,仿真分析表明该方法能有效地抑制EMD方法的端点效应,并将此方法应用于提取消噪的塔筒振动信号特征。 本文研究了正常使用中的风电塔筒的振动信号,采用基于KPCA的信号消噪方法剔除了振动信号中的噪声干扰,用EMD方法对消噪的振动信号进行分解,最终提取了信号的振动特征,为后续的塔筒健康检查提供参考依据。 【关键词】:风电塔筒 EMD 核主成分分析 相空间重构 振动信号
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM614
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-11
  • 第一章 绪论11-19
  • 1.1 风能利用背景11-12
  • 1.2 风电塔筒及其研究现状12-15
  • 1.2.1 风电塔筒12-13
  • 1.2.2 风电塔筒的研究现状13-15
  • 1.3 课题的提出及研究内容15-19
  • 第二章 非平稳信号的分析方法19-23
  • 2.1 引言19
  • 2.2 常用的几种时频分析法19-22
  • 2.2.1 短时傅里叶变换19-20
  • 2.2.2 Wigner-Ville分布20-21
  • 2.2.3 小波变换21
  • 2.2.4 Hilbert-Huang变换21-22
  • 2.3 本章小结22-23
  • 第三章 经验模态分解23-39
  • 3.1 EMD的基本概念23-26
  • 3.1.1 解析信号23-24
  • 3.1.2 特征尺度参数24-25
  • 3.1.3 瞬时频率25-26
  • 3.1.4 固有模态函数26
  • 3.2 EMD的分解原理26-29
  • 3.3 EMD的主要性质29-31
  • 3.3.1 自适应性29-30
  • 3.3.2 完备性30-31
  • 3.3.3 正交性31
  • 3.4 Hilbert谱与Hilbert边际谱31-32
  • 3.5 端点效应的抑制32-36
  • 3.5.1 端点效应32-34
  • 3.5.2 基于镜像延拓的端点效应抑制34-35
  • 3.5.3 镜像延拓抑制端点效应的仿真35-36
  • 3.6 本章小结36-39
  • 第四章 基于核主成分分析的消噪方法39-53
  • 4.1 引言39-40
  • 4.2 相空间重构40-45
  • 4.2.1 相空间重构概述40-41
  • 4.2.2 延迟时间τ的选择41-43
  • 4.2.2.1 自相关函数法41-42
  • 4.2.2.2 互信息法42-43
  • 4.2.3 嵌入维数m的选择43-45
  • 4.2.3.1 虚假最近邻点法(FNN)43-44
  • 4.2.3.2 改进的虚假最近邻点法44-45
  • 4.3 核主成分分析45-48
  • 4.3.1 KPCA的基本原理45-48
  • 4.3.2 核函数48
  • 4.4 基于KPCA的信号消噪方法48-52
  • 4.4.1 一维含噪信号的消噪步骤48-49
  • 4.4.2 仿真信号消噪实例49-52
  • 4.5 本章小结52-53
  • 第五章 风电塔筒振动信号研究53-61
  • 5.1 基本的研究方案53-54
  • 5.2 塔筒振动信号研究54-59
  • 5.2.1 基于KPCA的塔筒振动信号去噪54-56
  • 5.2.2 振动特征提取56-59
  • 5.3 本章小结59-61
  • 第六章 总结与展望61-63
  • 6.1 工作总结61
  • 6.2 展望61-63
  • 致谢63-65
  • 参考文献65-69
  • 附录A (攻读硕士学位期间的成果)69


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

Hilbert-Huang变换的自适应频率多分辨分析研究    盖强,张海勇,徐晓刚

风电机组塔筒振动的分析与测量    高俊云;连晋华;

风力发电机塔筒的强度、稳定性及动力学分析    黄文怡;梁波;代洪庆;户春影;

基于多项式拟合算法的EMD端点问题的处理    刘慧婷,张旻,程家兴

确定延迟时间互信息法的一种算法    吕小青;曹彪;曾敏;黄石生;刘晓光;

基于有限元法的风力机塔架结构动态分析    陆萍,秦惠芳,栾芝云

EMD方法及Hilbert变换中边界问题的处理    邓拥军,王伟,钱成春,王忠,戴德君

风力机塔架动力学有限元分析系统    陈严;申新贺;韩新月;

ZONDZ-40风力机塔架的模态分析    黄珊秋,陆萍

大型风力机筒式塔架涡致振动的数值分析    李德源;刘胜祥;黄小华;

基于核方法的旋转机械故障诊断技术与模式分析方法研究    蒋玲莉

基于EMD的河北省人口净增量与粮食净增量的相关分析    杜建丽;林振山;张真真;刘会玉;

基于Morlet小波的河北省耕地数量动态分析    张月丛;孟宪锋;

我国耕地保有量多时间尺度分析    刘志凌;孙燕;

康平县风力资源调查与分析    李娟;王贵元;

格陵兰冰芯氧同位素显示近千年气候变化的多尺度分析    俞鸣同;林振山;杜建丽;张真真;

电流模式Buck-Boost电路从有序到混沌的分形研究    王利清,魏学业,温伟刚,谢涛

HHT在发动机实验数据处理中的应用    赵冬青;

基于EEMD的中国地区1956—2005年日照变化的趋势分析    李慧群;付遵涛;

经验模态分解(EMD)中边界处理的新方法    杜修力;何立志;

基于延拓技术的经验模态分解改进算法    徐世艳;

相空间最近邻非线性自适应预测法在EMD边缘效应中的应用    杜陈艳;肖敏;张榆锋;苏娜峰;王荔芳;陈明;石岩岩;白宝丹;

EMD中存在的问题及解决方法探讨    刘小峰;秦树人;柏林;

正交经验模态分解及其快速实现    秦毅;秦树人;毛永芳;

基于希尔伯特黄变换的滤波器设计    刘卓夫;廖振鹏;桑恩方;

黄河口入海径流与泥沙变化多时间尺度分析    任健;

Multiscale Models on Time Series of Silicon Content in Blast Furnace Hot metal based on Hilbert-Huang Transform    

风力发电机塔架在竖向和水平地震作用下的抗震性能分析    南晓辉;李健荣;柳超;

基于经验模态分解法对轻轨在役锚固螺杆副在役松动与失效的检测    王琦;汪同庆;任莉;叶庆卫;

缓变模拟信号实时频谱分析与应用    邓世建;鲁基春;吴海峰;

风力机塔筒的三维有限元抗台风分析    汤炜梁;袁奇;高锐;

EMD算法研究及其在信号去噪中的应用    王婷

基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究    黄伟国

基于外骨骼机器人技术的人体手臂震颤抑制关键技术研究    孙建

特长高速公路隧道交通流研究    于福华

能源消费与经济发展的多尺度分析和反演    彭远新

半导体器件噪声频域和时域分析的新方法研究    李伟华

基于HHT的往复压缩机故障诊断研究    赵海峰

基于EMD和Cohen核的时—频分析研究及其在轨道不平顺监测中的应用    宁静

风电输出功率预测方法与系统    刘兴杰

旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究    蒋永华

Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究    高昌鑫

HHT在结构健康监测中的应用研究    张磊涛

基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究    李海燕

时间序列数据流在线预测研究与应用    李念水

基于有限元法的风力发电机组塔架结构分析    王朝胜

风电场动态无功补偿方案设计    冯凯辉

基于希尔伯特—黄变换的输电线路行波保护方法    秦小安

抑制EMD端点效应方法的研究    谢小可

小波分析方法和HHT法在友谊隧道爆破振动信号分析中的研究与应用    徐振洋

基于Hilbert-Huang变换的滚动轴承故障诊断方法研究    周川

三次样条插值函数的构造与Matlab实现    许小勇;钟太勇;

基于主元分析的支持向量数据描述机械故障诊断    潘明清;周晓军;吴瑞明;雷良育;

Experimental Study on Coupled Cross-Flow and in-Line Vortex-Induced Vibration of Flexible Risers    郭海燕;娄敏;

基于AR模型模拟超高层建筑的脉动风速时程    李春祥;都敏;韩兵康;

一种消除局域波法中边界效应的新方法    盖强,马孝江,张海勇,邹岩崑

非平稳信号的一种ARMA模型分析方法    张海勇,马孝江,盖强

风力发电现状、发展前景及市场分析    易跃春

风荷载的几种模拟方法    刘锡良,周颖

自适应神经网络在发电机组故障诊断中的应用    万书亭,李和明,李永刚

分级聚类支持向量机在汽轮机故障诊断中的应用    翟永杰,毛继珮,于丽敏,刘长良

局域波时频分析方法的理论研究与应用    盖强

基于支持向量机的故障智能诊断方法研究    翟永杰

基于EMD和支持向量机的旋转机械故障诊断方法研究    杨宇

基于支持向量机的故障智能诊断理论与方法研究    何学文

基于支持向量机的水电机组故障诊断研究    邹敏

基于改进支持向量机和特征信息融合的水电机组故障诊断    彭兵

基于支持向量机的汽轮机轴系振动故障智能诊断研究    张超

有限单元法在风力发电机组开发中的应用研究    姜香梅

风力机全系统载荷分析及优化设计软件的集成开发    刘吉辉

风电机组塔筒模态的环境脉动实测与数值模拟研究    马人乐;马跃强;刘慧群;陈俊岭;

1.5MW风机塔筒吊装施工技术    甘凤林;艾立明;

风电机组塔筒振动的分析与测量    高俊云;连晋华;

风电塔筒结构和强度分析    刘银龙;

基于变形要求的钢-复合材料风机塔筒选型研究    杨飞;董军;

基于有限元方法的风电机组塔筒及法兰优化设计    胡佳林;刘平;廖晖;

风电塔筒制作过程研究    郭景红;

分馏塔塔筒折皱的原因及预防    沈斌,王丽娟

丹麦600KW风电机组塔筒制造技术    武世红,刘希平,刘青

基于塔筒力学性能的风机维修起重平台基本参数设计    吴玉厚;马文文;孙佳;张珂;

风力机塔筒的三维有限元抗台风分析    汤炜梁;袁奇;高锐;

基于有限元方法的风电机组塔筒及法兰优化设计    胡佳林;

大型风力发电机锥台型塔筒的受力性能分析与优化设计    李斌;高春彦;

风电塔筒焊缝分析    王海龙;李英昌;

论FD82A/1 500kW-70m风力发电机塔筒的制作    陈勇道;

某小型风力发电机组复合材料筒塔的力学设计及改进建议    张建川;张前峰;沙海峰;周祝林;

风电机组塔筒厚板门框焊接工艺的分析和组焊方法    王中伟;

风电机组塔筒在线监测技术的应用研究    刘峰;

风电机组塔筒增高的经济性分析    韩宝云;罗芳;

FD77A型风电机组安装技术管理综述    陈勇道;

厦船重工成功交付风力发电塔筒 填补福建省空白    高心如 张智贤

西北最大规模塔筒生产线建成投产    记者 戴宏 通讯员 朱珍

大庆成东北最大风电塔筒生产基地    记者 王治军

东北最大风电塔筒投产    记者 邵晶岩 李飞

德企携木质风电塔筒来华寻新商机    本报记者 方笑菊

拓展市场空间 谋求长远发展    赵德忠 赵尚利 王宏旺

全省首台3兆瓦风机塔筒基础环下线    记者郭军

大庆风电塔筒产业化项目开工    记者 于忠斌

Nordex第四代Delta系列风机问世    张兰

好风凭借力    赵国忠

风力发电机组塔筒结构分析研究    冯博

预应力混凝土及钢塔筒的受力分析与优化    李静平

1.5MW风力机塔筒及叶片动态特性分析    邵帅

风机塔筒摩擦连接构件的力学性能分析    王振坤

风力发电机塔筒受力性能的试验研究    孙海磊

时变载荷作用下大型风力机塔筒动态特性分析    吕鹏

风机混凝土塔筒力学性能及底部隔震研究    安玉民

风电机组塔筒CAD集成系统及其关键技术研究    张美艳

基于ANSYS有限元软件对在役风电塔筒的静动态模拟与安全评估研究    曹力

基于EMD的风电塔筒振动信号研究    何琳

Baidu
map