基于LabVIEW的风力机叶片振动监测系统开发的综述报告.docx

基于LabVIEW的风力机叶片振动监测系统开发的综述报告
概述
风力机（WindTurbine）是利用风能转换为机械能，再通过发电机将其转化为电能的设备。在风力机的运行中，叶片振动会对其性能和寿命产生负面影响，因此开发一种可靠的叶片振动监测系统对风力机的可靠运行至关重要。本文将从LabVIEW的角度出发，对基于该平台的风力机叶片振动监测系统进行综述。
LabVIEW
LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）是一款为科学仪器的控制、测量和自动化系统而设计的图形化编程环境。其语言采用编程块（GraphicalProgramingBlockDiagrams）作为编程元件，使得程序从语言层面更加接近于直觉的工程思维模式。
LabVIEW的编程思维匹配于工程人员的思维模式，其所使用的模块化、分层式的编程方法让用户可以快速地创建程序，使开发者能够将精力集中到架构和问题的解决上，而不是写一堆代码。
风力机叶片振动监测系统
风力机叶片振动监测系统可以实现对风力机叶片的实时监测，对于叶片结构、叶片有效区域、叶片自然频率等参数进行测量与分析，并获得叶片相应的振动参数。
系统组成
该系统需要流量计、加速度传感器、振动数据采集卡、计算机等设备配合使用，并通过LabVIEW进行编程。系统主要由以下部分组成：
1.流量计：用于监测风机叶片受到的风力大小。
2.加速度传感器：安装在叶片轴上分别测量前、后、上、下四个方向的叶片振动情况，进行叶片的振动监测和运动精度的反馈调整。
3.振动数据采集卡：用于采集加速度传感器测量的振动数据。
4.计算机：通过LabVIEW编程，对于采集到的数据进行预处理和分析，并实现风力机叶片的实时检测和诊断。
预处理和分析
预处理和分析是风力机叶片振动监测系统的核心。通过加速度传感器和振动数据采集卡获得原始的振动数据，然后进行预处理和数学模型分析，最后通过LabVIEW实现实时监测和诊断。
预处理，包括去除噪声和滤波处理。在稳定的实验室环境下，噪声与采集到的数据相对于信号本身的强度非常小。但在实际使用的场景下，噪声总是存在的。预处理就是要尽可能降低噪声对实验数据的影响。去噪可以使用高通/低通滤波器、中值滤波器等方法，这些滤波器可以通过LabVIEW进行调用，达到去除噪声的效果。
分析，主要包括振动频率特征提取、时域和频域正交解耦技术（OCCI）等。时域和频域正交解耦技术分别利用时域和频域的差异，将原数据分成慢变量和快变量两个部分，从而将期望的信号与有害信号进行有效分离。
实现
系统所需数据采集卡的程序编写采用LabVIEW开发，流量计以及加速度传感器通过USB或线缆连接计算机与数据采集卡连接。程序分为数据采集、噪声处理、数据滤波、频域分析、时域分析等几个部分，各部分之间具有很好的耦合性和可重用性。
结果
基于LabVIEW的风力机叶片振动监测系统，可以实现对风力机叶片的实时检测和诊断，对于叶片结构、叶片有效区域、叶片自然频率等参数进行测量与分析，并获得叶片相应的振动参数。该系统具有操作简单、性能稳定、测量精度高等优点，可以在工程领域进行广泛的应用。
结论
本文综述了基于LabVIEW的风力机叶片振动监测系统，通过使用该系统，可以实现对风力机叶片的实时检测和诊断，对于叶片结构、叶片有效区域、叶片自然频率等参数进行测量与分析，并获得叶片相应的振动参数。在实际应用中，该系统具有操作简单、性能稳定、测量精度高等优点，可以在工程领域进行广泛的应用。