基于LabVIEW的風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的綜述報(bào)告

基于LabVIEW的風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的綜述報(bào)告概述風(fēng)力機(jī)（WindTurbine）是利用風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。在風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行中，葉片振動(dòng)會(huì)對(duì)其性能和壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，因此開發(fā)一種可靠的葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)風(fēng)力機(jī)的可靠運(yùn)行至關(guān)重要。本文將從LabVIEW的角度出發(fā)，對(duì)基于該平臺(tái)的風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行綜述。LabVIEWLabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）是一款為科學(xué)儀器的控制、測量和自動(dòng)化系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的圖形化編程環(huán)境。其語言采用編程塊（GraphicalProgramingBlockDiagrams）作為編程元件，使得程序從語言層面更加接近于直覺的工程思維模式。LabVIEW的編程思維匹配于工程人員的思維模式，其所使用的模塊化、分層式的編程方法讓用戶可以快速地創(chuàng)建程序，使開發(fā)者能夠?qū)⒕械郊軜?gòu)和問題的解決上，而不是寫一堆代碼。風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的實(shí)時(shí)監(jiān)測，對(duì)于葉片結(jié)構(gòu)、葉片有效區(qū)域、葉片自然頻率等參數(shù)進(jìn)行測量與分析，并獲得葉片相應(yīng)的振動(dòng)參數(shù)。系統(tǒng)組成該系統(tǒng)需要流量計(jì)、加速度傳感器、振動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)等設(shè)備配合使用，并通過LabVIEW進(jìn)行編程。系統(tǒng)主要由以下部分組成：1.流量計(jì)：用于監(jiān)測風(fēng)機(jī)葉片受到的風(fēng)力大小。2.加速度傳感器：安裝在葉片軸上分別測量前、后、上、下四個(gè)方向的葉片振動(dòng)情況，進(jìn)行葉片的振動(dòng)監(jiān)測和運(yùn)動(dòng)精度的反饋調(diào)整。3.振動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡：用于采集加速度傳感器測量的振動(dòng)數(shù)據(jù)。4.計(jì)算機(jī)：通過LabVIEW編程，對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和分析，并實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)葉片的實(shí)時(shí)檢測和診斷。預(yù)處理和分析預(yù)處理和分析是風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的核心。通過加速度傳感器和振動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡獲得原始的振動(dòng)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行預(yù)處理和數(shù)學(xué)模型分析，最后通過LabVIEW實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測和診斷。預(yù)處理，包括去除噪聲和濾波處理。在穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，噪聲與采集到的數(shù)據(jù)相對(duì)于信號(hào)本身的強(qiáng)度非常小。但在實(shí)際使用的場景下，噪聲總是存在的。預(yù)處理就是要盡可能降低噪聲對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響。去噪可以使用高通/低通濾波器、中值濾波器等方法，這些濾波器可以通過LabVIEW進(jìn)行調(diào)用，達(dá)到去除噪聲的效果。分析，主要包括振動(dòng)頻率特征提取、時(shí)域和頻域正交解耦技術(shù)（OCCI）等。時(shí)域和頻域正交解耦技術(shù)分別利用時(shí)域和頻域的差異，將原數(shù)據(jù)分成慢變量和快變量兩個(gè)部分，從而將期望的信號(hào)與有害信號(hào)進(jìn)行有效分離。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)采集卡的程序編寫采用LabVIEW開發(fā)，流量計(jì)以及加速度傳感器通過USB或線纜連接計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集卡連接。程序分為數(shù)據(jù)采集、噪聲處理、數(shù)據(jù)濾波、頻域分析、時(shí)域分析等幾個(gè)部分，各部分之間具有很好的耦合性和可重用性。結(jié)果基于LabVIEW的風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的實(shí)時(shí)檢測和診斷，對(duì)于葉片結(jié)構(gòu)、葉片有效區(qū)域、葉片自然頻率等參數(shù)進(jìn)行測量與分析，并獲得葉片相應(yīng)的振動(dòng)參數(shù)。該系統(tǒng)具有操作簡單、性能穩(wěn)定、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，可以在工程領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。結(jié)論本文綜述了基于LabVIEW的風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的實(shí)時(shí)檢測和診斷，對(duì)于葉片結(jié)構(gòu)、葉片有效區(qū)域、葉片自