[发明专利]一种基于共振响应的风机叶片健康实时监测方法

权利要求书

1.一种基于共振响应的风机叶片健康实时监测方法，包括共振模态检测试验台、风力机叶片、激振源、环境振动分析仪、滤波器以及上位机；

利用所述共振模态检测试验台对所述风力机叶片整个生命周期内不同阶段所激发的共振模态进行实验并统计分析，利用数理统计对所得数据进行区间划分，建立风力机叶片磨合期共振模态区间、正常工作共振模态区间、剧烈磨损共振模态区间、失效断裂阶段共振模态区间；

所述基于共振响应的风机叶片健康实时监测方法包括建立数据库阶段、实时检测阶段和智能决策阶段；首先建立数据库，采用所述共振模态检测试验台对所述风力机叶片进行阶段性检测，将不同阶段的同型号所测叶片进行多组同步检测，所得数据分开记录；

将记录好的所得数据进行如下统计分析：

将磨合期检测数据中的阻尼比、固有频率分别进行区间估计，数据总体X服从正态分布N(μ，σ²)，对正态总体均值μ作区间估计，分别计算阻尼比和固有频率置信度为95％的置信区间：

根据样本值得出n、σ；

置信度1-α＝0.95，α＝0.05，查正态分布数值表得μ_0.025＝1.96；

置信下限：

置信上限：

求出阻尼比的置信区间，并计算出固有频率的置信区间；

求出正常工作共振模态置信区间、剧烈磨损共振模态置信区间、失效断裂阶段共振模态置信区间；

通过实验得出与各个模态置信区间相对应的剩余寿命区间；

利用聚类算法中的划分法对实时检测的数据与实验得出的各个模态置信区间进行对比及划分；

所述聚类算法中的划分法具体为：

输入：实时检测数据A[p...r]；

存在下标q(p＝q＝r)，其中A[p...q]中的元素不超过A[r]，而A[q+1...r]中的元素均大于A[r]；

设置两个下标i，j初始时分别为p-1和p，让j在[p...r]中扫描，若A[j]＝A[r]，则将A[j]与A[i+1]交换，然后i增加1，随着j的增加，A[p...i]和A[i+1...j]也会增长，最终j到达r，将A[i+1]与A[r]交换；

将实时检测数据与建立的数据库对比，分析得出所测风力机叶片所处的健康阶段和所述风力机叶片的剩余寿命。

2.根据权利要求1所述的基于共振响应的风机叶片健康实时监测方法，其特征在于：所述健康实时监测方法利用了叶片不同阶段所激发共振的模态不同这一特性，进行实时监测。