水轮机调速系统故障诊断方法研究与软件设计

摘要

水电作为第一大清洁能源日益受到世界各国的关注。中国是水力资源最丰富的国家，水力发电在中国发电比例中占据很大一部分，并且仍具有相当大的开发潜力。国家发展的未来规划中，仍对水电事业相当重视。因此，水电机组的安全稳定运行对于国民经济的发展至关重要。水轮机调速系统控制水轮机组的运行，其状态影响整个机组。目前，针对水轮机调速系统的状态监测与故障诊断软件平台还较少，已运行的诊断系统还不够完善。本文的研究旨在开发一套针对水轮机调速系统的智能化、开放性的在线故障诊断系统。
　　本文将基于专家系统的诊断方法和基于模型的诊断方法相结合，利用C++builder开发了一套针对水轮机调速系统的状态监测与故障诊断软件平台。系统拥有远程监测与诊断功能，并以专家系统诊断为核心，可进行基于模型仿真的故障分析，有较强的开放性与可拓展性，能提高水轮机调速系统安全稳定运行的能力。在专家系统诊断中，提出了将产生式表达法和语义网络表达法相结合，来对专家知识进行表示的新方法，使得专家系统拥有良好的开放性与可拓展性。在专家系统推理过程中，将自动诊断与交互式诊断相结合，这样既体现了专家系统诊断的准确性，又利用了远程专家的诊断经验。在基于模型的诊断方法中，建立了水轮机调速系统在C++builder与Matlab中的模型，将调速系统仿真分析结果应用于专家系统的交互式诊断过程中；并利用状态观测器对液压系统传感器故障进行了仿真与分析，解决了专家系统中传感器故障诊断的难点。通过对典型故障诊断的仿真，验证了系统监测与诊断的功能，表明基于专家系统与基于模型的诊断方法是可行且有效的。

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1 绪论

1. 1 水轮机调速系统故障诊断的背景及意义

1. 2 技术研究现状

1. 3 本文的主要工作和结构安排

2 故障诊断方法分析与系统总体设计

2. 1 故障诊断方法分析

2. 2 水轮机调速系统状态监测与故障诊断系统的结构与功能

2. 3 水轮机调速系统状态监测的内容

2. 4 水轮机调速系统的工况识别

3 基于专家系统的水轮机调速系统故障诊断

3. 1 专家系统的结构

3. 2 专家知识的表示

3. 3 知识库设计

3. 4 推理机设计

4 基于模型的水轮机调速系统故障诊断

4. 1 水轮机调速系统数学模型

4. 2 模型实现

4. 3 基于模型的液压系统传感器故障诊断

4. 4 水轮机调速系统模型在专家系统诊断中的应用

5 系统软件设计及应用

5. 1 系统软件设计

5. 2 系统诊断示例

6 总结与展望

6. 1 本文的主要工作和成果

6. 2 展望

致谢

参考文献