核電站松動(dòng)件定位方法的研究.pdf

1、本文結(jié)合國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“核電站松動(dòng)件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究(863計(jì)劃，2007AA042426)”，就核電站松動(dòng)件沖擊信號(hào)的預(yù)處理與識(shí)別、松動(dòng)件定位等關(guān)鍵技術(shù)開展了研究，提出了“核電站松動(dòng)件定位方法研究”的博士論文研究課題。
　　 第1章：闡述了松動(dòng)件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(Loose Part Monitoring System，LPMS)的研究背景和意義。介紹了國(guó)內(nèi)外松動(dòng)件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)，綜述了國(guó)內(nèi)外

2、松動(dòng)件定位方法的研究現(xiàn)狀，最后給出了本論文的研究背景和總體框架。
　　 第2章：通過分析核電站背景噪聲和松動(dòng)件沖擊信號(hào)的性質(zhì)，提出了一種松動(dòng)件沖擊信號(hào)的預(yù)處理和識(shí)別方法。該方法采用自適應(yīng)AR模型實(shí)現(xiàn)檢測(cè)信號(hào)的白化處理，然后以白化信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)(Linear Predictive Coefficients，LPC)作為信號(hào)特征，通過支持向量機(jī)(Supporter Vector Machine，SVM)識(shí)別所測(cè)信號(hào)是否包含沖擊信

3、號(hào)；最后通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　 第3章：研究了三角形定位方法中時(shí)差估算誤差和波速測(cè)量誤差對(duì)松動(dòng)件定位精度的影響規(guī)律，提出了一種基于總體平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empirical ModeDecomposition，EEMD)和希爾伯特變換的松動(dòng)件定位方法。首先分析了基于EEMD分解的主能量彎曲波提取方法；然后將主能量彎曲波信號(hào)的希爾伯特包絡(luò)線第一個(gè)峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻作為該彎曲波的到達(dá)時(shí)間，并基于主能量

4、彎曲波信號(hào)的頻譜計(jì)算彎曲波波速；進(jìn)而根據(jù)信號(hào)波速和到達(dá)時(shí)間差實(shí)現(xiàn)松動(dòng)件定位；仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)快速準(zhǔn)確定位，且具有良好的抗噪聲性能。
　　 第4章：改進(jìn)了圓交叉定位法，研究了基于信號(hào)時(shí)頻分析的波傳播距離估計(jì)方法，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于平滑偽D-Flandrin分布的松動(dòng)件定位方法。該方法通過分析彎曲波的頻散特性，建立了時(shí)頻平面上彎曲波頻率和傳播時(shí)延的關(guān)系；根據(jù)該關(guān)系和仿射類時(shí)頻分布的定義可知平滑偽D-Flandr

5、in分布較適合于對(duì)彎曲波信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析；時(shí)頻分析后采用非線性最小二乘法求解信號(hào)頻散模型的參數(shù)以估計(jì)彎曲波傳播距離，最后應(yīng)用圓交叉定位法實(shí)現(xiàn)定位。仿真實(shí)驗(yàn)分析證明了該定位方法的有效性。
　　 第5章：研究了圓柱殼和球殼表面的定位分析方法。針對(duì)由于各個(gè)方向波速不一致造成的圓柱殼表面定位難問題，分析了沖擊信號(hào)在圓柱殼上的傳播模型，并由此提出了一種應(yīng)用于圓柱殼定位的改進(jìn)掃描定位方法。該方法通過優(yōu)化多個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)定位：圓柱殼上彎曲波的周向

6、傳播速度方差最小、軸向傳播速度方差最小以及初始碰撞時(shí)間的方差最?。鹤詈笠粤Ｗ尤憾嗄繕?biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行目標(biāo)尋優(yōu)，增加了定位的速度。進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明了所提方法的有效性。
　　 第6章：在理論研究的基礎(chǔ)上，采用LabVIEW開發(fā)了核電站松動(dòng)件監(jiān)測(cè)(LPMS)原型系統(tǒng)。詳細(xì)分析了系統(tǒng)架構(gòu)及主要功能模塊，設(shè)計(jì)了軟件模塊結(jié)構(gòu)以及軟硬件接口，實(shí)現(xiàn)了松動(dòng)件的在線監(jiān)測(cè)、定位分析等功能，并在鋼板上進(jìn)行了驗(yàn)證分析。
　　 第7章：概括