风电传动系统多模态监测信息学习融合及健康预警诊断

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61803329
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0308.智能制造自动化系统理论与技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) and Condition Monitoring System (CMS) has provided massive multimodal monitoring data for the wind turbine drivetrain system. It has become a new challenging issue in the wind industry to extract and mine useful information from multi-source heterogeneous monitoring data for accurately assessing and identifying the health of the wind turbine drivetrain system and then enabling early fault warning and diagnosis. Considering respective heterogeneity and complementarity of both types of monitoring data from SCADA and CMS, this project introduces the deep learning methods into the research field of multimodal information fusion and focuses on the studies from the following aspects. The temporal-spatial modeling and fusing method for heterogeneous monitoring data from SCADA will be first studied to extract the latent correlations hidden in data. Furthermore, the deep representation learning and fusion model for different sensor data including vibration signals, current signals and acoustic emission signals from CMS, will be constructed to reveal the common features among multimodal sensor data. Finally, the decision fusion strategy will be investigated based on feature learning and mining of heterogeneous SCADA and CMS data to establish a multi-level health assessment and diagnosis model. The research results of this project will provide new techniques and methods for monitoring big data processing and health assessment and diagnosis of the wind turbine drivetrain system, and are of great significance for improving the operational stability and reliability of wind turbines.
数据采集与监控系统(SCADA)和状态监测系统(CMS)为风电传动系统提供了海量丰富的多模态监测数据。如何从这些复杂多变、多源异构的监测数据中提取和挖掘有用信息,准确评估和识别传动系统的健康状态,对早期故障进行预警诊断,已成为当前风电领域面临的挑战性问题。本项目将深度学习理论引入多模态信息融合领域,针对SCADA和CMS两类监测数据的多源、异构、互补特点,从以下层面展开研究:研究SCADA多模态数据时空关系建模与融合分析方法,提取潜在的关联特征;构建振动、电流、声发射等CMS不同传感信息的深度特征学习及融合模型,揭示多模态信息间的共有属性;研究基于SCADA和CMS两类异构数据特征学习和挖掘的集成监测策略,建立风电传动系统多级健康评估与诊断模型。本项目研究成果将为风电传动系统的大数据处理及健康评估诊断提供新方法和新技术,对于提高风电装备运行稳定性和安全可靠性具有重要意义。

结项摘要

传动系统是风电机组的重要动力装置,由于长时间运行在变速变载的复杂工况条件下,导致故障时有发生,健康监测与故障预警诊断对保障风电传动系统安全运行至关重要。本项目以“高维时变、多源异构、互补关联”的风电监测数据为基础,研究基于多模态信息融合的风电传动系统健康监测与故障预警诊断方法。针对SCADA运行数据的高维冗余、多变量时空关联等特点,提出了多模态降噪自编码融合网络、小波多尺度时序特征融合网络、时空注意力融合网络等多模态时空特征融合方法,实现了多变量传感器数据特征的高效学习与融合,并构建叶片结冰预测、叶片开裂故障预警、主轴承温度监测、发电机多参数融合监测等故障预警与诊断模型;针对振动与电流等CMS数据的机电耦合特性,提出机电多视图融合的深度学习网络方法,实现了振动与电流信号之间共有故障信息和互补故障信息的学习与提取及齿轮箱齿轮和轴承故障的智能诊断;针对SCADA和CMS两类数据的互补监测特点,从特征层融合角度提出多源监测信息融合分析策略与模型,从SCADA和CMS数据中挖掘时空关联特征,实现了多源互补特征的动态加权融合,提高了风电传动系统健康评估的准确性和可靠性。最后,集成所研究模型与方法,设计开发风电传动系统故障预警诊断软件系统,并结合实验数据和风电场实测数据进行了验证分析。项目研究成果可以实现机组的高精度、高可靠健康监测与数据智能化建模,提升风电监测大数据的利用价值,为保障风电装备安全可靠运行和智能化风电场运维提供技术支持.

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(12)
基于多字典-共振稀疏分解的脉冲故障特征提取
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王霄;谢平;郭源耕;武鑫;江国乾;何群
  • 通讯作者:
    何群
基于电流信号稀疏滤波特征融合的齿轮箱故障诊断方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电网技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何群;赵婧怡;江国乾;贾晨凌;谢平
  • 通讯作者:
    谢平
An Unsupervised Multiview Sparse Filtering Approach for Current-Based Wind Turbine Gearbox Fault Diagnosis
基于电流的风力发电机齿轮箱故障诊断的无监督多视图稀疏滤波方法
  • DOI:
    10.1109/tim.2020.2964064
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    He Qun;Zhao Jingyi;Jiang Guoqian;Xie Ping
  • 通讯作者:
    Xie Ping
Monitoring Wind Turbine Gearbox with Echo State Network Modeling and Dynamic Threshold Using SCADA Vibration Data
使用 SCADA 振动数据通过回波状态网络建模和动态阈值监控风力涡轮机齿轮箱
  • DOI:
    10.3390/en12060982
  • 发表时间:
    2019-03-02
  • 期刊:
    ENERGIES
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Wu, Xin;Wang, Hong;Li, Xiaoli
  • 通讯作者:
    Li, Xiaoli
A Spatio-Temporal Multiscale Neural Network Approach for Wind Turbine Fault Diagnosis With Imbalanced SCADA Data
SCADA数据不平衡的风电机组故障诊断时空多尺度神经网络方法
  • DOI:
    10.1109/tii.2020.3041114
  • 发表时间:
    2021-10-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS
  • 影响因子:
    12.3
  • 作者:
    He, Qun;Pang, Yanhua;Xie, Ping
  • 通讯作者:
    Xie, Ping

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

一种改进多尺度三维残差网络的高光谱图像分类方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑姗姗;刘文;单锐;赵静一;江国乾;张智
  • 通讯作者:
    张智
融合单通道框架及多通道框架的运动想象分类
  • DOI:
    10.19650/j.cnki.cjsi.j1803816
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何群;杜硕;张园园;江国乾;谢平
  • 通讯作者:
    谢平
基于改进MEDA算法的脑电情绪识别
  • DOI:
    10.19650/j.cnki.cjsi.j2108346
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何群;李冉冉;付子豪;江国乾;谢平
  • 通讯作者:
    谢平

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

江国乾的其他基金

风电机组多源监测数据图学习建模与智能故障预警诊断
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码