1.一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,所述柱形mems加速度傳感器包括柱形的底座(1)、質(zhì)量塊(2)和若干極板(3),底座(1)的表面開設有滑槽,滑槽沿著底座(1)的軸向方向延伸設置;質(zhì)量塊(2)嵌設在滑槽內(nèi),并與滑槽內(nèi)表面滑動連接;質(zhì)量塊(2)的兩端分別設置有錨點(2.1),錨點(2.1)的一端與質(zhì)量塊(2)固定連接,錨點(2.1)的另一端朝著遠離質(zhì)量塊(2)的方向延伸,錨點(2.1)貼合在底座(1)的表面并與底座(1)滑動連接;質(zhì)量塊(2)兩側(cè)的非端部位置對稱設置有若干梳齒(2.2),若干梳齒(2.2)沿著底座(1)的軸向方向間隔設置,若干梳齒(2.2)的一端與質(zhì)量塊(2)固定連接,若干梳齒(2.2)的另一端朝著遠離質(zhì)量塊(2)的方向延伸,梳齒(2.2)與底座(1)的表面滑動連接,相鄰的梳齒(2.2)之間、梳齒(2.2)與錨點(2.1)之間間隔設置;若干極板(3)固定設置在相鄰的梳齒(2.2)之間的底座(1)表面,極板(3)相對于底座(1)的位置保持不變;風機傳動鏈產(chǎn)生加速度時,質(zhì)量塊(2)帶動錨點(2.1)和若干梳齒(2.2)沿著底座(1)的軸向滑動,改變梳齒(2.2)與相鄰極板(3)的間距,從而產(chǎn)生電流信號,采樣電流信號的大小并轉(zhuǎn)換為風機傳動鏈在變轉(zhuǎn)速條件下的振動信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,步驟s2中所述實現(xiàn)振動信號的降噪處理,具體內(nèi)容包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,尋找時間-頻率譜圖中的零點,根據(jù)零點的性質(zhì),對零點進行分類,是設置閾值γ,凡是時間-頻率譜圖的譜圖值低于閾值的點視為零點,閾值γ的確定方式為:γ=μx-k0σx,其中μx為譜圖值的均值,σx為譜圖值的標準差,k0是調(diào)整因子;根據(jù)零點的性質(zhì),將零點分為三類:1)ss類:信號-信號零點;2)sn類:信號-噪聲零點;3)nn類:噪聲-噪聲零點;假定進行n次噪聲模擬,得到n個時間-頻率譜圖,定義零點i在不同噪聲模擬中的位置為(tki,fki),k=1,2,...,n,對于每個零點i,計算零點在不同噪聲模擬中的位置變化量di:其中共同代表了零點i在第n次噪聲模擬中的平均位置,分別取δss和δnn為位置變化量di的閾值,δss為覆蓋信號-信號零點位置變化量的第一個峰值的右側(cè)偏移值,δnn為覆蓋噪聲-噪聲零點位置變化量的第二個峰值的左側(cè)偏移值,零點分類的規(guī)則為:ss類={i|di≤δss}、nn類={i|di≥δnn}以及sn類={i|δss≤di≤δnn}。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,調(diào)整因子k0的取值為2.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,所述獲取時頻平面中信號域的估計,利用反短時傅里葉變換對信號域估計內(nèi)的振動信號進行重建,得到無噪聲振動信號的估計值,具體內(nèi)容是,完成零點分類后,在時頻平面上,選擇ss類和sn類零點進行delaunay三角剖分,零點的分布和對應三角形的集合特性被用于識別信號域,三角剖分的邊長lij的計算公式為:i,j表是兩個不同的零點,(ti,fi)和(tj,fj)分別是兩個零點的位置;引入權(quán)重因子ωij使三角剖分同時考慮零點的密度和幾何距離,其中ρ(t,f)是零點在時間-頻率平面上的局部密度,通過權(quán)重因子得到三角剖分的每條邊的加權(quán)邊長l′ij,l′ij=ωij·lij,動態(tài)調(diào)整每條邊的有效長度;對于每個三角剖分的三角形,如果任一條邊的加權(quán)邊長大于預設邊長閾值lmax,則認為三角形屬于信號域;將邊長大于邊長閾值lmax的三角形聚集在一起,得到時間-頻率平面中信號域的估計:基于得到的時間-頻率平面中的信號域估計,利用反短時傅里葉變換對信號域內(nèi)的信號進行重建,計算得到無噪聲信號的估計值
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,步驟s3的內(nèi)容為:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,步驟s4的內(nèi)容為:完成了對振動信號的信號分量的瞬時頻率和瞬時幅值的提取后,獲取信號特征分類和轉(zhuǎn)速特征分類的瞬時頻率f(t)和ff(t),利用瞬時頻率f(t)和ff(t)對變轉(zhuǎn)速信號進行特征提取,根據(jù)變轉(zhuǎn)速信號特征提取的結(jié)果,實現(xiàn)風力發(fā)電機傳動鏈的故障診斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,利用瞬時頻率f(t)和ff(t)對變轉(zhuǎn)速信號進行特征提取,是采用階比分析方法,定義階比l為轉(zhuǎn)速的倍數(shù),根據(jù)階比的大小,表征風電機組傳動鏈的不同的故障類型和故障位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于時頻平面期望最大化的風電機組傳動鏈故障診斷方法,其特征在于,所述相鄰梳齒(2.2)的間隙大于質(zhì)量塊(2)在滑槽內(nèi)的滑動距離。