用小波时频分析方法研究发电机碰摩故障特征

将小波分析方法中的尺度谱和相位谱引入设备故障诊断领域，详细介绍了小波尺度谱和相位谱的定义，通过对仿真数据的分析介绍了尺度谱和相位谱的特性，发现它们较传统的频谱分析更适用于非线性信号的分析，并总结了在实际应用小波尺度谱和相位谱时应注意的问题。最后着重用小波尺度谱和相位谱对碰摩故障的仿真数据和试验数据进行分析，结果表明小波尺度谱和相位谱在碰摩故障数据的分析方面具有明显的优势，它能更好地揭示碰摩故障信号的频率结构，并分析得出碰摩信号一些故障特征。     

大型抽水蓄能机组运动稳定性故障的自动诊断专家系统

专家系统已被广泛地用于机械设备的故障诊断中，但是把设备监测系统的输出数据作为诊断专家系统的输入数据，将二者有机地结合起来形成自动诊断专家系统，并用于大型水力发电设备的监测诊断中在国内很少见到应用。本文介绍了自动诊断专家系统的一般原理及其在广州抽水蓄能电站状态监测与故障诊断系统中的具体实现。并结合实例作了介绍。该自动诊断专家系统包容了监测系统，并且能方便地同电厂的自动化控制系统结合成一体，它的应用将     

直裂纹和45°斜裂纹转子系统动力特性对比

对于转子系统,转轴上带有斜裂纹或直裂纹,系统的响应会有一些不同,这些不同是由于直斜裂纹对转轴刚度的不同影响引起的。分析了裂纹深度对直斜裂纹转子的刚度和稳态响应的影响;同时还讨论了速度的变化对直斜裂纹转子的稳态响应的影响。最后实验研究了随速度增长直斜裂纹转子系统的稳态响应。研究结果表明,实验测得的工频分量与二倍频分量的变化趋势与计算结果相符。     

基于遗传算法的旋转机械转子裂纹识别的研究

转子裂纹是旋转机械中常见且危险的一种故障,转子裂纹的有效识别和定位也是故障诊断领域一直研究的课题。将转子裂纹的识别作为一反问题,从反问题的求解角度,提出了基于遗传算法的转子裂纹识别策略,该策略的基本思路是借助于有限元分析方法建立裂纹转子的有限元模型,并将转子裂纹识别问题形式化为一优化问题,进而利用遗传算法进行优化求解实现转子裂纹的识别。数值仿真研究表明,所提出的裂纹识别的反问题进化求解策略能以较好的精度和鲁棒性识别转子裂纹,是有效可行的,且适用于更广泛的无损检测和缺陷辨识等应用场合。     

叶尖碰摩诱发的转子系统振动响应数值分析与试验研究

针对透平机械中叶尖碰摩诱发的转子系统振动问题,基于转子-叶片-定子耦合系统模型,通过对叶尖碰摩过程的数学表征,采用谐波平衡法和Newmark-β法,分别对转定子的稳态响应和瞬态响应进行数值计算,并分析了不同参数对系统振动响应的影响。通过分析发现,叶尖碰摩下的转定子稳态响应会呈现出“硬式”非线性特征;偏移量增加会导致峰值偏移提前,非线性特征更明显;接触刚度增加使得系统的振动加剧,并且离散性增加;叶片数增加后,“削峰”现象更加明显。由于定子的约束,系统的瞬态响应峰值明显被限制了,同时,在过临界转速后,系统会出现一个不稳定运动,使得系统振动出现瞬时增加。除了仿真分析,还基于转子-叶片碰摩试验台,对叶尖单侧碰摩下的转子和定子振动位移进行了测试。从测试结果可知,转轴的振动响应也会体现叶片的振动特征,而从定子的振动响应中可以看出由于转子涡动导致的频率调制现象。     

环境激励下的旋转机械工作模态参数辨识

伴随着高速透平机械向大跨度、柔性结构方向发展,转子-轴承系统的稳定性将面临着严峻考验。在出厂测试阶段,确保机组转子系统具有足够稳定性裕度是降低生产现场机组发生失稳故障风险的重要手段。采用适用于随机平稳环境激励下的随机子空间法,对机组的模态参数进行辨识,可规避在转子非驱动端增设电磁激振器的传统测试方法。通过分析转子振型进动方向,区分一阶正反进动的模态参数。结合3-σ统计聚类算法,剔除非稳定的噪声或物理极点,形成了区分转子系统的正反进动的稳态图。数值仿真表明,随机子空间法可以有效地辨识系统的模态参数,利用旋转机械的振型进动方向分析方法可以区分正反进动。此外,通过传统扫频激励模态参数辨识试验,验证了随机子空间方法的辨识精度和工程测试可行性。研究结果可为透平机组的稳定性测试提供技术和理论支撑。     

应用动力单元法进行空间索网结构自由振动分析

索网结构具有成型跨度大而结构重量轻的优点,因此在空间航天领域得到了广泛应用。目前对索网结构的动力学分析主要是采用集中质量法或有限单元法进行低阶模态的分析,这些方法得到的较高阶频率和模态,其精度和实用性都不理想。动力单元法采用含有固有频率的动态形函数作为动力学分析离散单元中的插值函数,该形函数由单元动力学控制微分方程导出,因此能给出比有限元法更高的求解精度。在总结研究动力单元法理论的基础上,推导了张紧索单元的动力单元矩阵。采用动力单元法对几个典型的空间张紧索网结构进行动力学特性的分析,并将分析结果与传统有限元分析结果进行比较。     

盲源分离在机械故障诊断中应用综述

介绍了盲源分离(blind source separation,简称BSS)的基本概念和研究发展,综述了盲源分离在机械故障诊断中的研究现状,主要论述了基于盲源分离的机械噪声源分离、基于盲源分离的机械故障的特征提取和模式分类.并提出了盲源分离在机械故障诊断应用中需要进一步研究的问题.     

SVM多类分类算法及其在故障诊断中的应用

支持向量机理论最初是针对两类问题线性可分的模式识别提出来的.在故障诊断领域,多类故障诊断是经常出现的问题.介绍了几种基于支持向量机的多类分类算法的原理,在此基础上提出一种权重二叉树多类分类算法,考虑故障状态和正常状态、重要故障和次要故障、常见故障和不常见故障之间的权重不同,适当把最佳分类面往远离重要的或常见的类别一方偏离一定的距离.在小样本情况下对转子模拟试验台典型的多类故障进行诊断,结果表明它比较符合实际工程要求.     

基于Hilbert-Huang变换的水轮机非平稳压力脉动信号分析

水力压力脉动在水轮机的运行过程中是不可避免的现象，而且在过渡过程中具有较强的非平稳性。以机组启动过程中的非平稳尾水管水力压力脉动信号分析为例，研究压力脉动在过渡过程中的时变特征。为了降低时频分析的计算量，提高时频分辨率，首先应用采样率转换技术对现场测试信号进行预处理，然后应用Hilbert-Huang变换进行时频分析，识别确定信号中的频率成分及其相对机组运行条件的变化情况。分析结果表明：水轮机尾水管中的水力压力脉动以低频成分为主，其时变性与运行条件密切相关，但是在过渡过程中，其频率成分相对时间的变化情况与机组转速变化不成比例：与其它时频分析方法相比，Hilben—Huang变换时频分辨率高，适合分析非平稳低频水力压力脉动信号。