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基于传感器协同的水轮机模型振动分析

作　者: 高小玉
导　师: 丁光彬
学　校: 河北工程大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 水电站多传感器水轮机模型实验振动 D-S证据理论
分类号: TV734.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

水电站供电安全、可靠性及其电压、频率波动等问题，近年来倍受关注，对水轮机采取合理的保护措施是提高水电站安全运行的重要保证，特别对振动进行正确的检测和识别是电站安全运行的前提。论文参照以往水轮机测点布置，根据实际试验环境，对模型水轮机的测点进行了方案设计。采用多种多个传感器协同技术对模型水轮机的振动进行了测量，与单传感器相比，增强了数据的可信度，提高了空间覆盖率；本文用D-S证据理论合成方法对水轮机水平与垂直方向振动数据进行了处理和融合。本文选取了3种D-S证据理论合成方法，分别为D-S证据推理的一般方法、冲突证据权重改进后的D-S证据推理方法、计算部分冲突分配法下的D-S证据理论方法。首先以工况为开度为30，转速380转为例，应用三种方法对水轮机竖直方向上的三组振动数据进行了融合。然后重点对各个工况状态下水轮机模型实验的水平与竖直方向上的振动进行了研究，分别为开度为+5，+7.5，+10，+15，+20，+30，+40，+50下的每分钟转速为100至400转之间的不同工况，应用D-S证据推理的基本方法以及计算部分冲突分配法下的D-S证据理论方法对水轮机的振动数据进行了融合，并将融合结果与原始数据间的距离作为评价依据，得出部分冲突分配法计算下的D-S证据推理与D-S证据推理的一般方法相比提高了对原始数据的利用率，具有更好的实用价值的结论。本文结论中还提出了随着水轮机转速与开度增大，轻微振动呈减弱趋势，强烈振动呈增强趋势这一结论。由于D-S证据推理理论还不够完善以及水轮机振动的复杂性，目前得出的结论，还不能完全反映真机的实际振动情况，针对这一问题，认为认识水轮机振动规律还需要更加全面的布置传感器，测量振动信息，更加充分有效的利用传感器的有效信息，消除冗余信息，得出水轮机各部分更加准确严谨的振动规律和更加严谨的数据融合方法。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 选题背景与意义  10-11
  1.2 国内外水轮机振动研究现状  11-13
  1.3 本文的主要研究内容  13-14
第2章多传感器协同关键技术研究  14-35
  2.1 传感器基础知识简述  14-16
    2.1.1 传感器的定义  14
    2.1.2 传感器的基本构成及分类  14-16
  2.2 多传感器协同系统  16-20
    2.2.1 多传感器融合基本概念  16-18
    2.2.2 多传感器协同及数据融合技术  18-20
  2.3 多传感器协同技术概述  20-21
    2.3.1 多传感器数据融合  20
    2.3.2 多传感器协同与数据融合的特点  20-21
  2.4 多传感器协同与数据融合系统  21-27
    2.4.1 多传感器协同与数据融合处理模型  21-23
    2.4.2 多传感器协同和数据融合层次  23-25
    2.4.3 以传感器的输入输出数据类型分类的方式  25-27
  2.5 多传感器协同与数据融合系统结构与形式  27-31
  2.6 多传感器协同数据融合理论方法  31-33
    2.6.1 随机类方法  31-32
    2.6.2 人工智能方法  32-33
  2.7 本章小结  33-35
第3章 D-S 证据理论概述  35-48
  3.1 D-S 证据理论的发源  35-37
  3.2 D-S 证据理论基本概念  37-42
  3.3 证据理论的合成规则  42-44
  3.4 D-S 证据推理相关算法以及改进方法  44-47
    3.4.1 D-S 证据推理的基本过程  44-45
    3.4.2 冲突证据权重改进后的 D-S 证据推理  45-46
    3.4.3 计算部分冲突分配法下的 D-S 证据理论  46-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章基于 D-S 证据推理的水轮机模型振动分析  48-67
  4.1 水轮机模型参数及结构  48-50
  4.2 水轮机模型实验布置  50-54
    4.2.1 传感器布置  51-53
    4.2.2 超声波流量计  53-54
    4.2.3 调节开度装置  54
  4.3 数据处理  54-66
    4.3.1 三组传感器不同平面 z 轴上的融合  54-59
    4.3.2 两组传感器相同方向数据信息的融合  59-66
  4.4 本章小结  66-67
结论  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
作者简介  72-73
发表论文和参加科研情况  73-74

基于传感器协同的水轮机模型振动分析

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