[發明專利]一種風電機組行星齒輪箱故障診斷方法

在審

• 申請號: 202110255126.3
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112861787A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李東東;趙陽;趙耀;蔣海濤;張凱
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06F30/27;G01M13/021;G01M13/028;G06F119/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

1.一種風電機組行星齒輪箱故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集行星齒輪箱的時域振動信號作為待診斷樣本，所述待診斷樣本即為無標記目標的目標域數據集；

S2、建立行星齒輪箱的動力學模型，所述動力學模型為一個多自由度集中參數動力學模型，由太陽輪，內齒圈，行星架和多個行星輪組成，其中太陽輪有三個自由度，分別為x方向、y方向和扭轉方向的運動，內齒圈，行星架和多個行星輪僅考慮扭轉方向的運動，所有部件的支撐剛度和阻尼用集中參數的虛擬彈簧阻尼單元表示；求解動力學模型得到故障仿真時域信號，所述故障仿真時域信號即為含標記目標的源域數據集；

S3、對目標域數據集和源域數據集進行幅值歸一化，并將目標域數據集按照設定的比例劃分為訓練集和測試集，源域數據集全部劃為訓練集；

S4、構建深度卷積遷移學習網絡，利用訓練集對網絡進行訓練，并使用測試集對訓練結果進行評估測試，得到故障診斷結果。

2.根據權利要求1所述的一種風電機組行星齒輪箱故障診斷方法，其特征在于，所述的動力學模型的運動表示為多元二階微分方程組，對方程組進行無量綱化后，采用四階變步長龍格—庫塔法進行求解。

3.根據權利要求2所述的一種風電機組行星齒輪箱故障診斷方法，其特征在于，所述多元二階微分方程組的表達式為：

其中，ψ_sn＝ψ_n-α_s，ψ_n＝2π(n-1)/N為第n個行星齒輪圍繞太陽齒輪的圓周位置角，α_s為太陽輪嚙合角，m_s為太陽輪的質量，x_s為太陽輪在參考坐標系x軸方向的位移，ω_c為行星架轉速，y_s為太陽輪在參考坐標系y軸方向的位移，k_sx為太陽輪在參考坐標系x軸方向的支承剛度，c_sx為太陽輪在參考坐標系x軸方向的支承阻尼，N為行星輪個數，k_spn(t)為第n個行星輪與太陽輪間的時變嚙合剛度，x_spn為太陽輪和第n個行星輪沿作用線的相對位移，c_spn為第n個行星輪與太陽輪間的嚙合阻尼，k_sy為太陽輪在參考坐標系y軸方向的支承剛度,c_sy為太陽輪在參考坐標系y軸方向的支承阻尼，I_s為太陽輪的慣量，r_s為太陽輪半徑，u_s為太陽輪的扭轉位移，k_su為太陽輪的扭轉剛度，c_su為太陽輪的扭轉阻尼，T_s為作用在太陽輪上的外部轉矩，I_r為內齒圈的慣量，r_r為內齒圈的半徑，u_r為內齒圈的扭轉位移，k_rpn(t)為第n個行星輪與內齒圈間的時變嚙合剛度，x_rpn為內齒圈和第n個行星輪沿作用線的相對位移，c_rpn為第n個行星輪與內齒圈間的嚙合阻尼，I_pn為第n個行星輪的慣量，r_pn為第n個行星輪的半徑，u_pn為第n個行星輪的扭轉位移，I_c為行星架的慣量，r_c為行星架的半徑，u_c為行星架的扭轉位移，k_cu為行星架的扭轉剛度，c_cu為行星架的扭轉阻尼，T_c為作用在行星架上的外部轉矩。

4.根據權利要求1所述的一種風電機組行星齒輪箱故障診斷方法，其特征在于，目標域數據集隨機按1：1的比例分為訓練集和測試集。