无量纲指标趋势分析法在风电机组齿轮箱故障预警诊断中的应用

针对风电机组运行工况复杂多变,早期故障特征提取十分困难的问题,提出无量纲指标趋势分析法以实现风电机组齿轮箱故障的早期诊断。通过阶比重采样方法对齿轮箱振动信号进行预处理,将非平稳时域信号转化成平稳角域信号,引用无量纲因子指标反映机组早期故障程度变化趋势;利用指标趋势分析法建立风电齿轮箱故障预警模型,并通过实验室数据和现场数据进行分析验证。结果表明,该方法能够比较准确的对风电机组齿轮箱早期故障进行诊断,并能初步估测故障发生时间,达到故障预警目的。     

基于GMM工况辨识和DAE的风机齿轮箱状态监测

针对大型风电机组运行工况多变、数据量大的特点,提出一种将高斯混合模型(GMM)与深度自编码网络(DAE)相结合的风电机组齿轮箱状态监测方法。首先,基于GMM对风电机组运行工况进行辨识;然后,在各个子工况空间下,基于DAE建立正常运行状态下的齿轮箱油池温度模型,得到多工况阈值;最后,对DAE模型的重构误差进行分析,结合多工况阈值构建健康指数,实现风电机组齿轮箱的状态监测。以某台2 MW风电机组为实例进行验证,结果表明,该方法能够提前7天预警齿轮箱油池温度过高的故障;相对于基于DAE状态监测方法,在不影响在线监测时效性的情况下,该文所提方法能够提前约8 h预警潜在故障。     

基于RF和ANFIS算法的直驱风电机组故障预警

针对风电机组运行工况复杂和单一状态参数不能较好实现故障早期预警的特点,提出随机森林算法(RF)和自适应模糊神经网络算法(ANFIS)相结合的故障预警方法。该方法充分考虑机组运行数据高维非线性特点,应用随机森林算法,建立有功功率与运行参数的数据驱动模型,计算各运行参数影响有功功率的相关度;构建自适应网络模糊推理系统模型,以训练误差最大值作为故障预警阈值,实时监测发电机运行状态。将该方法应用于某1.5 MW直驱机组发电机故障预警分析,结果表明,该方法能够提前预警发电机健康状态,避免严重事故发生,对风电场开展预防性维护、维修具有重要的指导意义。     

基于ARM的风电齿轮箱振动监测系统设计

提出一种基于ARM的风电机组齿轮箱振动监测系统,采用ARM微控制器为核心器件,通过对外围设备的控制,完成模拟信号的AD采样、数据传输、数据显示以及数据存储管理等功能,能够实现对风电机组齿轮箱系统进行状态预测,提前预知齿轮箱设备故障,减少故障停机所造成的经济损失。     

风电齿轮箱磨损状态静电在线监测方法研究

风电齿轮箱的结构复杂且运行环境恶劣,是风电机组中故障率最高的部件,其性能直接影响风电机组的稳定性和安全性,严重时可能会造成财产损失甚至人员伤亡。为此,基于静电监测原理,采用多个静电传感器对风电齿轮箱摩擦磨损产生的二次效应同时进行监测;基于提取到的时域特征参数和复杂度度量参数,运用移动窗局部离群因子（moving window local outlier factor,MWLOF）算法分别对负荷试验和破坏试验中风电齿轮箱磨损状态的静电监测信号的变化趋势进行分析。结果表明：在负荷试验中,静电监测方法可在部分故障发生前提前监测到风电齿轮箱早期的性能退化;在破坏试验中,静电监测方法比振动监测方法提前200~1 000个样本点监测到风电齿轮箱的故障。研究表明,静电监测方法作为一种新型的状态监测技术,能够有效提高对风电齿轮箱磨损状态的监测能力,可对其早期故障的产生作出较准确的预警,这可为大型设备关键部件的状态监测提供参考。     

基于NSET与信息熵的故障预警等级研究

为降低风电机组因机械故障引起的修复成本与风力资源的浪费,提出一种结合非线性状态估计(NSET)与信息熵理论的故障预警算法,使用系统监测数据完成关键设备故障预警,降低设备停机时长。将目标监测参数的前一时刻也作为特征参数之一,并以固定步距挑选历史正常监测数据,组成非线性状态估计算法的记忆矩阵;将改进的信息熵使用范畴进一步限定,并提出递进式故障预警等级,有助于直观了解设备衰退阶段。以风电机组SCADA数据作为数据源,预警发电机驱动端轴承温度高于上限值故障,并探讨不同归一化方法对所提算法的影响,故障算例显示所提算法能够提前预警潜在故障。     

基于MOMEDA和增强倒频谱的风电机组齿轮箱多故障诊断方法

风电机组齿轮箱结构复杂,当齿轮、轴承存在多故障时,由于各故障强弱不同、故障间相互耦合及噪声干扰,造成故障诊断准确率低及漏诊问题。提出了一种基于多点最优最小熵解卷积(multipoint optimal minimum entropy deconvolution adjusted,MOMEDA)和增强倒频谱的风电机组齿轮箱多故障诊断方法。依据齿轮和轴承不同部位的故障特征频率设置合理的解卷积周期,利用MOMEDA对原始信号进行预处理;再通过增强倒频谱进一步抑制噪声干扰和增强故障特征;将增强倒频谱中的突出成分与齿轮箱故障特征频率对比,判断故障类型。实际风电机组齿轮箱多故障振动试验数据分析结果表明,该方法可以有效地提取出齿轮箱多故障特征信息。     

基于功率曲线分析与神经网络的风电机组故障预警方法

为尽早发现风电机组早期故障,减少风电场的运维成本,提出一种基于功率曲线分析与神经网络的故障预警方法。首先,依据功率特性曲线,使用最小二乘与离散度分析结合的算法对SCADA数据进行筛选,以保留符合机组正常工况的数据作为建模的训练数据,从而提高模型的精度。然后,使用随机森林算法筛选模型的输入参数以简化模型结构,并通过对比隐含层的数目建立风电机组的神经网络模型。最后,结合滑动窗口模型,提出一种能反映机组实时运行状态的指标,并通过非参数估计法确定该指标的阈值,以实现状态预警及在线监测。该方法充分利用SCADA数据,且不需要对风电机组复杂的物理特性进行分析。将该方法分别用于某风电场的变桨系统和偏航系统的故障预警,实验结果是分别提前18.5 h和28.4 h出现预警信号,进一步证明方法的有效性。     

基于多元角域指标离群检测的风电齿轮箱故障预警方法

针对风速和载荷随机波动造成的早期故障特征难以提取和量化的特点,提出基于多元角域指标离群检测的风电齿轮箱故障预警方法。首先利用阶比重采样技术将非平稳的时域振动信号转化为具有平稳或准平稳特性的角域信号,提取角域无量纲指标反映风电齿轮箱早期故障趋势;其次利用多元相关度测量建立风电齿轮箱早期故障识别模型;最后采用多元离群检测方法实现风电齿轮箱早期故障预警。实验表明,该方法能够实现较为准确地的风电齿轮箱早期故障预警,具有较好的工程实际意义。     

风力发电齿轮箱故障分析系统设计

本文先介绍了风力发电机组齿轮箱的故障类型和故障振动检测方法 ,并通过搭建风力发电机组模拟系统的软硬件平台,采用短时傅里叶变换对故障特征值提取与分析的方法进行验证。最后运行结果证明,该系统能较好地对风电机组齿轮箱的故障进行检测,具有一定的实用性。     

模具表面离子氮化工艺研究

研究了一种利用空气／甲烷混合气体对模具表面进行离子氮化的新工艺,分析了渗层的硬度、组织及物相。结果表明,通过加入甲烷气体,可以实现用空气直接进行离子氮化处理,通过调整甲烷流量,可以获得不同的渗氮硬度和物相。     

基于下一代网络的SLEE APIs的研究

对下一代网络业务逻辑执行环境(SLEE)的研究现状作了简要分析，在此基础上给出了业务逻辑执行环境(SLEE)的体系结构。为满足不同层次业务开发者编写业务(或应用)的需要，提出不同抽象粒度的SLEE应用业务编程接口(APIs)的体系框架。最后列举了两个用这些APIs实现的业务的例子。     

复合微孔玻璃膜的研制（Ⅱ）

利用由原硅酸四乙酯的水解缩聚反应制得的溶胶作为涂膜液，在多孔陶瓷基体上通过多次涂膜－干燥－加热过程，最后在盐酸中浸沥，可制成多孔的无机复合玻璃膜．探索了复合玻璃膜的成膜工艺因素涂膜方式和次数，加热和酸浸沥条件对膜性能的影响     

碳纤维复合材料T型接头的脱粘损伤监测实验

将压电传感与主动Lamb波监测技术相结合, 研究在静拉伸加载状态下碳纤维复合材料T型接头(T700/BA9916)界面脱粘及扩展过程中的信号特征, 并采用改进后的BP神经网络系统对接头损伤状态进行识别。实验结果表明: T型接头脱粘首先发生在三角填充区, 后向突缘扩展; 接头失效前, 信号能量和最小二乘峰值因子随时间呈线性递减, 能够表征脱粘程度, 利用自适应微粒群算法改进后的网络训练值与实验观测值之间的误差为3.8%~4.7%。     

Report on ONR Workshop on Fracture Scaling

The paper reports on the discussions at the ONR Workshop on Fracture Scaling, held at University of Maryland in June 1999, under the chairmanship of Z.P. Baant and Y.D.S. Rajapakse. The workshop dealt with size effects in structural failure and scale bridging in mechanics of materials. The lectures at the Workshop were published in Volume 95 of this Journal. The objective of this paper is to present records and interpretations of the extensive discussions prepared by invited specialists. The records show which are the areas of disagreement among leading researchers and which are those where consensus has been reached.     

制造过程的质量管理探讨（续）

生产过程控制是对“５ＭＩＥ”质量因素的探讨,其控制活动体现在每一个生产工序中。根据ＩＳＯ９００４标准,从生产过程控制的角度,探讨了制造过程的质量管理问题,并重点讨论了关健和特殊工序的控制。     

制造过程的质量管理探讨

生产过程控制是对“５ＭＥ”质量因素的控制,其控制活动体现在每一个生产工序中。     

基于符号学的产品设计研究

主要运用符号学原理来研究产品设计,把各种设计元素看作符号,研究产品符号的价值构成,产品设计的传达过程和编码规则,帮助设计者树立正确的设计价值观,从而更好地处理产品设计中各种设计元素的关系,指导设计活动的顺利进行.     

星载抛物面天线反射器太阳辐射热流分析

太阳辐射是在轨抛物面天线反射器产生变形并导致其电性能下降的重要因素。针对天线轨道位置的时变性及抛物反射器的几何特点,讨论了太阳辐射光线与轨道面的夹角、进出地球阴影区的时刻等参数。根据抛物面方程以及太阳光辐射向量,运用几何方法分析抛物面天线的自遮挡作用,并给出了相应的判据,同时利用坐标变换实现天线反射面的对地指向不变。该方法实现对在轨抛物面天线反射器的太阳辐射热流的实时分析,为准确分析反射器的热变形或热颤提供条件。