[发明专利]一种海上风电塔架与传动链模态频率自动识别方法及系统

权利要求书

1.一种海上风电塔架与传动链模态频率自动识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)导入塔架振动数据与发电机转速数据，并设置塔架理论频率、传动链理论频率、采样频率、传动比、塔架侧向振动的变量名、塔架前后振动变量名以及发电机转速的变量名；

2)根据设置的塔架侧向振动的变量名、塔架前后振动的变量名以及发电机转速的变量名，筛选出相应的塔架振动数据和发电机转速数据，其中所述塔架振动数据包括塔架侧向振动数据的第一变量和第二变量以及塔架前后振动数据的第一变量和第二变量；

3)根据筛选出的塔架振动数据和发电机转速数据，识别塔架振动数据的模态频率以及传动链模态频率；

所述识别塔架振动数据的模态频率，包括以下步骤：

3.1)识别塔架前后振动模态频率与塔架侧向振动模态频率，包括以下步骤：

3.1.1)分别对塔架前后振动数据和塔架侧向振动数据的第一变量进行快速傅里叶变换；

3.1.2)根据设置的塔架的理论频率，分别设定塔架前后振动模态频率和塔架侧向振动模态频率的区间范围；

3.1.3)在塔架前后振动模态频率和塔架侧向振动模态频率的区间范围中，分别获取塔架前后振动数据的第一变量的振幅的最大值和振幅最大值所对应的频率，以及塔架侧向振动数据的第一变量的振幅的最大值和振幅最大值所对应的频率；

3.1.4)分别对塔架前后振动数据和塔架侧向振动数据的第二变量重复步骤3.1.1)至步骤3.1.3)的操作，获取塔架前后振动数据和塔架侧向振动数据的第二变量的振幅最大值以及振幅最大值所对应的频率；

3.1.5)将塔架前后振动数据的两个变量的振幅最大值进行对比，并将数值更大的振幅最大值所对应的频率设定为塔架前后振动模态频率；同时，将塔架侧向振动数据的两个变量的振幅最大值进行对比，并将数值更大的振幅最大值所对应的频率设定为塔架侧向振动模态频率；

3.2)识别塔架未知模态频率，包括以下步骤：

3.2.1)对塔架侧向振动数据的第一变量进行快速傅里叶变换；

3.2.2)设定塔架低频区域段，并将塔架低频区域段与传动链模态频率区域段区分；

3.2.3)在设定的塔架低频区域段中，获取塔架侧向振动数据的第一变量的振幅的最大值以及振幅最大值所对应的频率；

3.2.4)对塔架侧向振动数据的第二变量以及塔架前后振动数据的第一变量和第二变量分别重复步骤3.2.1)至步骤3.2.3)的操作，获得塔架侧向振动数据的第二变量以及塔架前后振动数据的第一变量和第二变量的振幅最大值以及振幅最大值所对应的频率；

3.2.5)比较塔架侧向振动数据的第一变量和第二变量以及塔架前后振动数据的第一变量和第二变量的振幅最大值以及振幅最大值所对应的频率，将最大的振幅值所对应的频率设为塔架未知模态频率；

3.2.6)求得海上风电叶轮转速的1倍频率与叶轮转速的3倍频率；

3.2.7)将叶轮转速的1倍频率、叶轮转速的3倍频率、塔架前后振动模态频率、塔架侧向振动模态频率与塔架未知模态频率进行对比，若塔架未知模态频率与其它频率均不相同，则判定塔架存在未知模态；

所述识别传动链模态频率，包括以下步骤：

3.3.1)对发电机转速数据进行快速傅里叶变换；

3.3.2)根据控制器参数表查看理论模态个数，设置对应的传动链理论模态频率以及每个传动链理论模态频率的区间范围；

3.3.3)在设定的传动链理论模态频率的区间范围之中获取振幅的最大值以及振幅最大值所对应的频率，将振幅最大值所对应的频率设定为传动链模态频率；

4)绘制塔架数据频谱图以及转速数据频谱图，并根据步骤3)得到的识别结果，在塔架数据频谱图上自动标记塔架振动数据的模态频率，在转速数据频谱图上自动标记传动链模态频率。