10 MW级海上风电新型浮式基础结构强度分析

针对应用于50 m水深海域的10 MW海上风力机,设计由三浮筒及三立柱组成的新型浮式基础,建立带有骨材结构的有限元分析模型。对于有关此新型浮式基础的设计波参数,一般选用随机性设计波的方法来确定,对波浪载荷工况下的整体结构。重点研究浮筒的骨材尺寸以及骨材间距对新型浮式基础强度的影响规律,并得到纵横骨材尺寸组合对新型浮式基础整体强度的影响规律。研究表明,新型浮式基础结构高应力区域位于3个浮筒连接处,浮筒板单元应力水平受骨材尺寸和骨材间距的共同影响,采用合适的尺寸间距组合可在应力水平相当的情况下显著降低用钢量。

基于Welch算法的经典功率谱估计的Matlab分析

从经典功率谱估计周期图法原理入手,从理论上分析了其存在的局限性,借助Welch算法对其进行修正。依靠Matlab强大的数值分析和信号处理能力,进行实验仿真,比较不同的窗函数,不同的数据长度对Welch法谱估计质量的影响,并分析了造成这些影响的原因。

基于Welch法功率谱和广义回归神经网络的禽蛋裂纹辨识

为建立一种快速无损检测禽蛋裂纹的方法,构建了基于磁致伸缩振子扫频式振动的禽蛋裂纹检测系统。系统以声学特性为基础,通过利用Welch法功率谱分析禽蛋振动音频信号,利用主成分分析法提取特征向量中的有用信息并构建基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)的禽蛋裂纹检测模型。实验对290枚鸡蛋进行检测(训练集200枚,测试集90枚)。结果表明,测试集中无损蛋与裂纹蛋的判别率分别达到96.7%和98.3%。研究表明,利用磁致伸缩振子扫频和Welch法功率谱分析,通过主成分分析法提取特征向量中的有用信息并结合GRNN模型检测禽蛋裂纹是可行的。

小波包分解Welch平均法在焊接电弧声功率谱估计中的应用

对试验系统采集到的焊接电弧声进行了小波包多层分解 ,并利用周期图法、Welch平均法及AR模型法 ,对各频段信号进行功率谱估计 .根据不同谱估计方法的对比结果 ,提出小波包分解结合Welch平均法对焊接电弧声进行功率谱估计的新方法 .通过对几种规范与飞溅率下的电弧声功率谱的初步分析 ,发现其功率谱分布具有一定的规律性 。

经典功率谱估计Welch法的MATLAB仿真分析

周期图法是经典功率谱估计中的一种基本方法,但是在实际应用中难以同时保证良好的分辨力和方差性能。因此本文以周期图法原理为切入点,对改进后的Welch算法进行研究,并借助MATLAB软件强大的信号处理与数值分析能力,对Welch算法的谱估计分辨力、方差等性能进行仿真分析。讨论了不同数据分段长度、不同窗函数类型等因素对算法性能产生的影响。仿真结果表明,Welch算法由于合理的引入数据分段和窗函数,得到了较好的方差性能以及分辨能力,但在对短数据进行功率谱估计时还有一定的局限性。

Welch功率谱估计算法在相位噪声测量中的应用

针对传统的功率谱估计方法存在频谱分布不稳定、无法反映信号时变特性的问题,提出了一种基于Welch功率谱估计的相位噪声测量算法。该方法通过对不同的被测信号进行功率谱的估计,可以相应地选择Welch法数据分段和窗函数,并对相位噪声建立数学模型。随后对相位噪声与噪声功率谱之间的关系进行了分析。测试结果表明,该方法不但具有能适应噪声信号的随机性和脉冲性的优点,而且大大减小了噪声功率谱的均方误差,能很好地应用在相位噪声测量中。

Welch功率谱估计法在流化床风帽故障检测中的应用

利用循环流化床常见故障风帽的实际模型,在搭建的冷态鼓泡流化床的试验台上对流化床正常风帽工况和故障风帽工况下流化床炉膛内复杂多相流动的工况进行模拟。并对正常风帽和故障风帽工况下循环流化床风室内的压力波动信号进行了采集,应用Welch功率谱估计法处理采集的压力波动信号,最终得出两种工况下功率谱密度(power spectral density,PSD)的分布情况。对比正常风帽与故障风帽工况下流化床风室内压力波动信号的功率谱密度分布情况,提取故障时的特征值,来实现流化床风帽故障的检测与诊断。试验表明,该方法能对流化床风帽的故障进行检测与诊断。提出应用welch功率谱估计法对流化床风帽故障检测的方法,为流化床风帽故障的在线检测提供参考。

基于welch功率谱估计的地磁GM4秒数据频段分析

基于welch算法的经典功率谱估计对新疆区域内乌鲁木齐台、喀什台和且末台的3台GM4磁通门磁力仪磁扰日时段的秒数据进行分析。实验首先分别对3台GM4秒数据的高频数据进行FFT分析,磁扰日时段3台GM4秒数据受磁扰较为明显的频段均集中在0. 005～0. 025 Hz,此频段内振幅较大,突跳点较多。实验基于welch算法的功率谱估计对3台GM4秒数据进行功率谱分析,频率域采用受磁扰较为集中的频段,结果表明:3台GM4秒数据受到的干扰主要为地磁场的高频部分,干扰的频段范围集中在0. 002～0. 006 Hz内,H分量数据波动较大,在该频段内数据曲线出现毛刺和高频震荡现象; D分量在此频段内有轻微波动; Z分量数据整体较为平滑,受扰最小。

小波包分解Welch算法在鼾声谱估计中的研究

目的利用鼾声信号各频带的功率谱估计特征,诊断鼾声的阻塞部位。方法针对Welch功率谱估计法处理典型非平稳信号时是单一分辨率分析的问题,提出了一种小波包分解的Welch算法对鼾声信号功率谱估计的新方法。首先对采集的鼾声信号进行小波包多层分解,然后对分解系数重构,最后参照人耳听觉模型并结合各频带信号时频分布的特点,对各频带信号采用Welch算法结合不同的窗宽进行功率谱估计,同时初步分析了不同阻塞部位鼾声各频带的功率谱估计特性。结果该方法在对鼾声信号功率谱估计时,信号中低频和高频部分具有不同的频率和时间分辨率,3000~5000 Hz频带有无功率谱分布可以作为判断鼾声阻塞部位的依据。结论实验结果验证了该方法有效性,同时针对不同阻塞部位导致的鼾声,初步分析了其不同频带的功率谱估计特点.

基于不同计算方法的核电站起重机抗震分析研究

文中研究内容紧贴工程实际需求,针对目前国内外对核电起重机抗震分析采用的等效静力法、反应谱分析、考虑缺失质量模态残余刚性响应的反应谱分析、时程分析等不同分析方法,结合各类核电起重机产品研发项目进行深入研究;确定各种抗震计算方法的特点及适用条件,针对不同核电厂家提出的各种技术要求及计算条件,快速选择适宜的抗震计算方法进行分析,缩短研发周期,降低目标成本,满足新一代核电设备开发要求,适应客户及市场需求。

应用卫星热红外资料研究江苏及邻区地震热异常变化

应用地球静止气象卫星风云二号相当黑体亮温产品数据,以小波分析和相对功率谱估计方法为基础,选取主要“沿郯庐断裂带”的地震区以及江苏省以南的地震区带,提取此区域2006—2020年M_(L)≥4.3级35个地震。通过分析其热红外异常特征,结果表明:其中有18个地震存在明显的热红外异常,对比异常演化过程皆表现为:异常出现→逐渐增强持续→减弱消失,但不同地震出现异常的特征周期不同,主要以前三个周期为主,地震大多发生在异常达到峰值后三个月内,对地震发生的短期预测有一定的指示意义。异常的最大幅值与震级无正相关关系,有的幅值大震级反而较小,故从峰值方面对地震大小的判定存在困难。所得研究结果可为东部地区应用热红外资料研究地震预测提供参考。

考虑振型刚性反应的核岛厂房抗震分析

核岛厂房通常采用振型分解反应谱法进行抗震分析,由于采用厚墙、厚板组成的钢筋混凝土结构,相比普通的工业与民用建筑结构刚度大,若采用《建筑抗震设计规范》(GB 50011)推荐的CQC或SRSS振型组合方法,往往会低估其地震作用效应。本文结合美国核管会2006年发布的管理导则RG1.92-R2提出的改进地震响应分析中模态组合考虑振型刚性反应分量的方法,从理论上分析了考虑振型刚性反应分量与否的计算结果差异。并通过对计算结果的比较分析,验证了核岛厂房抗震分析中采用该方法的重要性和必要性。

秦沈客运专线轨道谱评判方法的研究

基于2004年1月至2005年4月轨道不平顺检测数据,利用Welch改进周期图算法,分析了秦沈客运专线轨道不平顺的功率谱密度,得出平均意义上的最大值、建议值和最小值。参考国内外成熟的轨道谱线表达形式,结合试算结果,得到表达秦沈客运专线轨道谱的拟合曲线公式,并应用非线性最小二乘拟合优化算法,获得拟合轨道谱表达式的参数。据此,提出秦沈客运专线轨道不平顺功率谱质量的评判方法。该方法将轨道谱图划分成A、B、C、D4个区域,依次定义为优秀、良好、合格和不合格轨道谱线区域。这样,对于一条给定的轨道谱线,就可依此方法来评定其质量,如落入A区的部分谱线为优秀轨道谱,落入B区的部分谱线为良好轨道谱等。

我国干线铁路轨道平顺性评判方法的研究

基于近年大量轨道不平顺检测数据得出铁路线路的轨道不平顺功率谱密度(PSD),从定性和定量2个方面对轨道不平顺性的评判方法进行研究。基于按我国干线铁路运行速度等级建立通用PSD的思路,研究并提出我国200,160 km.h-1等级提速线路和120 km.h-1普通线路的轨道平顺性的定性评判方法,将计算得到的线路PSD的上下包络谱定义为上下限界谱,所需评价线路的PSD谱线越靠近下限界谱,则该轨道的平顺性越好,反之,则越差。由于不同线路及不同区段的轨道质量参差不齐,PSD谱线的分布范围非常大,基于轨道谱分级管理的方法,研究并给出定量评判我国干线铁路轨道平顺性的方法,通过分析计算干线铁路5级PSD谱线,将干线铁路PSD谱图从下向上依次划分为A—F共6个区域,并对应定义为优秀、良好、较好、一般、较差和极差PSD谱线区的等级。

四种光阱刚度测量法的实验研究与比较

通过对光阱刚度的测量原理、方法及其特点进行分析,对多种光镊刚度标定方法进行了比较,分析了不同方法的精度和适用范围,总结了各种方法的优缺点.其中,流体力学法简单易行,但是误差较大;外加周期驱动力法精度较高,不需要测量绝对位移,但是适用的微粒的直径范围有限;热运动分析法所需要的参数少,但是受到系统噪声影响较大;功率谱方法精度较高,且不需要测量出绝对位移,但是测量结果受到系统噪声影响较大.

一种减少泄漏的新型谱估计方法

本文提出了全相位谱分析,即在原FFT谱分析基础上先对输入信号进行了加权叠加处理再进行FFT谱分析,谱分析性能明显好于传统FFT谱分析,泄漏小,信号分辨率高。对随机信号用此方法进行功率谱估计,估计性能明显好于经典的Welch功率谱估计。本文从理论及实验两方面进行了分析与证明。

一种抑制局部放电在线监测中周期性干扰的新方法

分析了局放信号及各类干扰的特征，引入了相关函数及功率谱的概念，对局放信号及干扰的功率谱进行了研究，提出了利用频域分析识别周期性干扰，并通过数字陷波滤波器抑制周期性干扰的方法。这种新方法特性好，对ＰＤ信号失真小，信噪比高，处理时间短等优点。

海河流域1469～2008年旱涝变化趋势及演变特征分析

基于对历史时期旱涝灾害的重建及其影响研究,采用1469~2008年的历史资料统计了海河流域旱涝灾害的特征参数,运用数学统计方法建立了历史丰枯指数序列,对流域内旱涝等级的一致性进行了分析,得出流域水旱灾害发生的周期和时期,并运用t检验法、功率谱分析和小波分析等方法进行了定量分析和进一步校核。结果表明,海河流域540年可划分为6个以旱为主和6个以涝为主的阶段,流域旱涝的发生具有连续性,且存在8~12、14~20、35年的显著周期。

基于转子平均瞬时功率的双馈异步发电机定子绕组匝间短路故障诊断

由于双馈异步发电机转子参数的可测性,提出一种基于转子平均瞬时功率的定子绕组匝间短路故障诊断方法。首先推导出计及高次谐波的双馈异步发电机正常及发生定子绕组匝间短路故障时的转子平均瞬时功率的表达式,然后建立了双馈异步发电机的多回路数学模型,并对其正常和不同程度匝间短路故障时的转子平均瞬时功率进行仿真计算。对仿真结果进行频谱分析,得到定子绕组匝间短路故障前后转子平均瞬时功率谐波分量的变化规律,并验证了理论分析的正确性。分析结果表明转子平均瞬时功率谱直观简洁,其2倍频分量不受转差率影响,高次谐波分量对定子绕组匝间短路故障有较强的灵敏性。

双谱分析法在风机轴承故障诊断中的应用

针对我国风电行业装机容量井喷式扩大而故障诊断和运行维护技术相对落后的现状,提出了基于双谱分析法的轴承故障诊断方法。阐述了直接和改进两种双谱分析方法的原理,并利用Matlab软件仿真,提取振动信号的故障特征,进行不同故障的分析判别。对比分析结果表明,采用改进的双谱分析方法能够很好地检测非线性、非高斯性振动信号的相位耦合,便于计算机进行轴承故障识别与诊断,提高了风电系统的可靠性和安全性。