火电机组非线性过程数据流分形分析与诊断

摘要

对火电机组非线性过程数据进行挖掘与分析，获取过程状态信息，是实现火电机组运行状态监测与诊断的重要技术手段之一，对保证机组的安全经济运行具有重要的理论意义和应用价值。本文对火电机组非线性过程数据流分析与诊断方法进行研究，具体内容为:
　　分析了基于时/频域统计分析、小波分析和分形分析等数据流特征提取方法，给出了相关特征参数的定义、计算方法、物理意义和应用特点，并将这些特征提取方法应用于非线性过程数据分析。
　　研究了煤粉炉炉内过程的分形特性，得到了其分形分布及分形结构特征。对火电机组典型工况下炉膛压力序列进行计算分析，获得了锅炉工况变动时分形特征参数的变化趋势及规律。对某1000MW机组炉膛压力信号进行多尺度分析和多重分形分析，得到了炉内运动显著性持续性影响的两个标度时间，通过多重分形分析描述了局部奇异性，对整体性特征指数进行补充与完善。
　　结合分形与混沌理论，介绍了基于混沌理论的相空间重构方法，通过对不同运行状态的旋转机械滚动轴承信号进行关联维分析，表明轴承在不同工作状态下有明显不同的关联维数，该维数可用来描述设备的工作状态，反映设备故障的类型，为机械设备振动信号的故障诊断提供新的方法。
　　基于Labview虚拟技术开发了旋转机械设备振动信号分析与诊断软件。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 非线性过程研究现状

1．2．1 非线性理论研究的经典方法

1．2．2 非线性过程研究的最新发展

1．3 火电机组系统的研究现状

1．4 分形理论的发展与研究现状

1．5 本文主要内容

第二章 非线性过程数据流的基本统计分析

2．1 引言

2．2 数据流的时频域分析

2．2．1 时域分析方法

2．2．2 频域分析方法

2．3 小波分析

2．3．1 连续、离散小波变换

2．3．2 多分辨率分析

2．4 分形分析

2．4．1 分形特征提取

2．5 炉膛压力信号分析

2．6 本章小结

第三章 煤粉炉炉内运动非线性特性分形分析

3．1 引言

3．2 炉膛压力序列分析

3．3 炉膛压力的分形分布

3．3．1 分形分布

3．3．2 炉膛压力的分形分布描述

3．4 炉膛压力的分形结构

3．4．1 重标极差分析法简介

3．4．2 炉膛压力序列的R／S分析

3．4．3 炉膛压力序列的盒维数

3．4．4 炉膛压力序列的多尺度特征分析

3．5 炉内运动的多重分形分析

3．6 本章小结

第四章 旋转机械振动信号的分形分析与诊断

4．1 引言

4．2 振动信号的分形分析

4．2．1 相空间重构

4．2．2 重构参数的选择

4．2．3 定义关联积分函数

4．2．4 关联维数的计算

4．3 旋转机械振动信号分析与诊断

4．4 本章小结

第五章 旋转机械设备振动信号分析与诊断软件开发

5．1 引言

5．2 虚拟仪器介绍

5．3 旋转机械设备振动分析与诊断系统的软件开发

5．3．1 旋转机械设备振动分析与诊断系统程序的总体设计

5．3．2 数据采集模块设计

5．3．3 数据分析模块设计

5．4 诊断功能模块

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 论文的主要工作

6．2 展望

致谢

参考文献

硕士期间发表论文及参与的科研项目