一种基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法技术

本发明专利技术公开一种基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法，包括步骤S1至步骤S5：步骤S1：在风机上安装雷达，雷达用于观测风机的叶尖划过最低点形成的轨迹；步骤S2：建立三维空间坐标系；步骤S3：通过雷达扫描叶尖最低点，对叶尖划过最低点形成的轨迹在平面的投影直线进行拟合；步骤S4：求解三维空间坐标系的原点到投影直线的距离；步骤S5：通过步骤S4中得到的距离求解叶片的净空距离。本发明专利技术的监测方法通过对点云分类和点云分割算法进行研究，实现对风机叶片运行状态中位置信息监测由点到面到三维空间的提升，完成对不同环境及荷载条件下叶片变形的高精度、稳定可靠的监测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法


[0001]本专利技术涉及风机监测领域，具体涉及一种基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法。

技术介绍

[0002]风能作为一种无污染、可再生的绿色能源，它对于解决全球性的能源危机和环境危机有着重要的意义。随着科学技术的发展，风电技术已经相当成熟，更大型、性能更好的风力发电机组已经开发并投入生产试运行，但是由于风力发电机大多都安装在环境较恶劣的地区，容易发生故障，若没有及时预警故障，不仅会影响设备的寿命和工作效率，甚至会导致风力发电机损毁等重大事故，带来无法挽回的损失。
[0003]风机叶片是将风能转化为电能的重要设备，但在运行过程中叶片会因承受不同载荷的风力而产生一定的形变和位移。塔架是风机的主要承重机构，对于大型风机而言，通常高度都会达到百米以上。目前，风机叶片在旋转过程中和塔架发生碰撞而导致风机损毁已是屡见不鲜。净空距离是指叶片尖端扫过塔架表面时叶尖部位距离塔架的最小几何距离，为了避免出现叶尖扫塔的现象，当净空距离小于安全值时须立即产生预警并进行降速等操作，从而有效地保证了风机的运行安全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在风机上安装雷达，雷达用于观测风机的叶尖划过最低点形成的轨迹；步骤S2：以风机的基座平面为水平坐标平面，正东方为轴正方向，正北方为轴正方向，塔筒中心轴为轴建立三维空间坐标系；步骤S3：通过雷达扫描叶尖最低点，对叶尖划过最低点形成的轨迹在平面的投影直线进行拟合；步骤S4：求解三维空间坐标系的原点到投影直线的距离；步骤S5：通过步骤S4中得到的距离求解叶片的净空距离。2.根据权利要求1所述的基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述雷达为三维激光雷达，三维激光雷达安装在风机的机舱底部，且三维激光雷达的照射面对准叶尖的最低点。3.根据权利要求1所述的基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤S3.1以及步骤S3.2；步骤S3.1：通过雷达扫描叶尖，获取叶尖扫过最低点时的个点云平面坐标数据；步骤S3.2：基于直线方程，通过个点云平面坐标数据拟合出投影直线。4.根据权利要求3所述的基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法，其特征在于，所述步骤S3.2中，拟合出的投影直线如式1）所示；
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1）；其中，、均为投影直线的方程参数；表示投影直线的自变量。5.根据权利要求4所述的基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法，其特征在于，式1）中，通过个点云平面坐标数据获取方程参数以及，过程如下：步骤S3.21：基于无测量误差的情况下，进行直线方程拟合，得到关于投影直线的两个第一方程参数，分别设为、；步骤S3.22：基于无测量误差的情况下，进行直线方程拟合，得到关于投影直线的两个第二方程参数，分别设为、；步骤S3.23：和进行平均值运算，得到；和进行平均值运算，得到；其中，表示第个点云平面坐标中的轴数值；表示第个点云平面坐标中的轴数值。6.根据权利要求5所述的基于雷达数据的风机叶片净空距离监测方法，其特征在于，所述步骤S3.21中...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鸿，梁晓东，吴勇生，孙永旭，尹俊宇，李荣学，张敏，邓龙飞，李佳，夏明福，
申请(专利权)人：湖南联智监测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：