基于數(shù)據(jù)的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承壽命預(yù)測(cè)研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是新能源發(fā)電技術(shù)研究的一個(gè)主要方面。研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)中各部件的可靠性已經(jīng)成為風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中的一個(gè)重要的分支。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是目前主要的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承是雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障率較高的部件。
　　基于數(shù)據(jù)的軸承壽命預(yù)測(cè)是近年來(lái)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中出現(xiàn)的一個(gè)新的研究方向，該方向已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文首先對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的工況進(jìn)行劃分，利用特征提取得到能夠反映軸承壽命的特征量，然后，利用得到的特征量采用

2、3種預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的壽命。仿真結(jié)果表明，利用提取到的軸承特征量能夠通過(guò)恰當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)方法達(dá)到預(yù)測(cè)軸承壽命的目的。
　　軸承特征提取是通過(guò)對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，最終得到能夠反映軸承壽命的特征量。通過(guò)K-means聚類實(shí)現(xiàn)利用監(jiān)測(cè)到的軸承溫度、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)功率數(shù)據(jù)對(duì)軸承運(yùn)行工況的劃分，從而得到同工況條件下的振動(dòng)信號(hào)。由于監(jiān)測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)存在噪聲，選用小波包去噪實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)去噪。最后將得到同工況條件下

3、的、去噪后的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征提取，得到能夠反映軸承壽命信息的振動(dòng)均方根值。
　　基于Weibull分布的軸承壽命預(yù)測(cè)方法是利用Weibull分布分析軸承的振動(dòng)均方根值的變化趨勢(shì)。首先，將軸承的振動(dòng)均方根值轉(zhuǎn)化為Weibull分布的可靠度函數(shù)值；然后，利用最小二乘法實(shí)現(xiàn)Weibull分布的參數(shù)估計(jì)；最后，將得到的Weibull分布的參數(shù)，代入推導(dǎo)得到的Weibull分布的期望壽命計(jì)算公式，得到軸承的期望壽命。
　　基于ARIM

4、A(自回歸求和滑動(dòng)平均模型)的軸承壽命預(yù)測(cè)方法是通過(guò)對(duì)均方根值的時(shí)間序列分析，得到振動(dòng)均方根值的變化趨勢(shì)。首先，對(duì)得到的等時(shí)間間隔的振動(dòng)均方根值進(jìn)行數(shù)據(jù)平穩(wěn)化處理；其次，利用模型確定準(zhǔn)則確定ARIMA模型的結(jié)構(gòu)，用Matlab確定ARIMA模型的參數(shù)。最后，利用求解得到的ARIMA模型預(yù)測(cè)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的壽命。
　　基于Kalman濾波的軸承壽命預(yù)測(cè)方法是通過(guò)對(duì)振動(dòng)均方根值的狀態(tài)空間描述，利用Kalman濾波對(duì)得到振動(dòng)均方根值