风电机组塔筒阻尼比的测试方法、装置、设备、介质及产品与流程

本技术涉及风电机组测试与结构振动分析领域，尤其涉及一种风电机组塔筒阻尼比的测试方法、装置、设备、介质及产品。

背景技术：

1、风电机组的塔筒结构是风电机组的核心支撑部件。塔筒结构阻尼比是评估塔筒振动响应、优化结构设计及预测疲劳寿命的关键参数，在复杂风况下，阻尼比的准确性直接影响仿真模型的可靠性。因此，风电机组在运行过程中，需实时监测塔筒振动特性，以校核结构安全性并指导运维决策。

2、现有测试方法普遍依赖风电机组运行时的振动数据，计算求解阻尼比，然而，运行状态下，塔筒同时受到气动载荷、机械扰动及环境噪声的耦合影响，导致阻尼比测试结果存在显著偏差。

3、基于此，现有技术中，存在阻尼比测试结果准确度不足的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供风电机组塔筒阻尼比的测试方法、装置、设备、介质及产品，用以达到提升风电机组塔筒阻尼比测试结果准确度的效果。

2、第一方面，本技术实施例提供一种风电机组塔筒阻尼比的测试方法，包括：

3、持续采集塔筒的工况参数；工况参数包括风速、来流风向和桨叶角；

4、当检测到风速小于预设风速阈值时，则构建停机侧对风工况；其中，停机侧对风工况为控制风电机组停机、叶片顺桨、机舱偏航至风轮主轴垂直于来流风向；

5、获取塔筒的待测试模态和对应的固有频率；

6、基于固有频率，生成周期性激励信号；

7、基于周期性激励信号，进行周期性变桨，以对塔筒施加持续激励；

8、在完成周期性变桨后，采集塔筒的自由衰减振动信号；

9、以固有频率为中心频段，对自由衰减振动信号进行带通滤波，得到待测试模态对应的目标振动信号；

10、对目标振动信号进行衰减对数曲线拟合，求解得到待测试模态对应的阻尼比。

11、在一种可能的实施方式中，基于周期性激励信号，进行周期性变桨，以对塔筒施加持续激励，包括：

12、实时采集机舱的振动幅值；

13、基于振动幅值，计算振动有效值；

14、若振动有效值小于预设的有效阈值下限，则上调变桨幅值或增加变桨周期数量，以对塔筒施加持续激励。

15、在一种可能的实施方式中，在基于振动幅值，计算振动有效值之后，还包括：

16、若振动有效值大于预设的有效阈值上限，则停止当前周期的变桨，并下调变桨幅值；

17、基于周期性激励信号和下调后的变桨幅值，进行周期性变桨，以对塔筒施加持续激励。

18、在一种可能的实施方式中，在完成周期性变桨后，采集塔筒的自由衰减振动信号，包括：

19、若当前周期达到变桨周期数量，则停止变桨，并锁定当前桨叶角；

20、基于预设的衰减周期，持续采集塔筒的自由衰减振动信号。

21、在一种可能的实施方式中，待测试模态包括一阶模态和二阶模态；其中，一阶模态为塔筒结构的基础弯曲振型；二阶模态为塔筒结构的二阶弯曲振型。

22、在一种可能的实施方式中，基于预设的衰减周期，持续采集塔筒的自由衰减振动信号，包括：

23、若待测试模态为一阶模态，则基于预设的衰减周期，持续采集塔筒顶部的自由衰减振动信号；

24、若待测试模态为二阶模态，则基于预设的衰减周期，持续采集塔筒中部的自由衰减振动信号。

25、第二方面，本技术实施例提供一种风电机组塔筒阻尼比的测试装置，包括：

26、第一采集模块，用于持续采集塔筒的工况参数；工况参数包括风速、来流风向和桨叶角；

27、构建模块，用于当检测到风速小于预设风速阈值时，则构建停机侧对风工况；其中，停机侧对风工况为控制风电机组停机、叶片顺桨、机舱偏航至风轮主轴垂直于来流风向；

28、获取模块，用于获取塔筒的待测试模态和对应的固有频率；

29、生成模块，用于基于固有频率，生成周期性激励信号；

30、激励模块，用于基于周期性激励信号，进行周期性变桨，以对塔筒施加持续激励；

31、第二采集模块，用于在完成周期性变桨后，采集塔筒的自由衰减振动信号；

32、第一得到模块，用于以固有频率为中心频段，对自由衰减振动信号进行带通滤波，得到待测试模态对应的目标振动信号；

33、第二得到模块，用于对目标振动信号进行衰减对数曲线拟合，求解得到待测试模态对应的阻尼比。

34、在一种可能的实施方式中，激励模块具体用于：

35、实时采集机舱的振动幅值；

36、基于振动幅值，计算振动有效值；

37、若振动有效值小于预设的有效阈值下限，则上调变桨幅值或增加变桨周期数量，以对塔筒施加持续激励。

38、在一种可能的实施方式中，激励模块具体用于：

39、若振动有效值大于预设的有效阈值上限，则停止当前周期的变桨，并下调变桨幅值；

40、基于周期性激励信号和下调后的变桨幅值，进行周期性变桨，以对塔筒施加持续激励。

41、在一种可能的实施方式中，第二采集模块具体用于：

42、若当前周期达到变桨周期数量，则停止变桨，并锁定当前桨叶角；

43、基于预设的衰减周期，持续采集塔筒的自由衰减振动信号。

44、在一种可能的实施方式中，待测试模态包括一阶模态和二阶模态；

45、相应地，第二采集模块具体用于：

46、若待测试模态为一阶模态，则基于预设的衰减周期，持续采集塔筒顶部的自由衰减振动信号；

47、若待测试模态为二阶模态，则基于预设的衰减周期，持续采集塔筒中部的自由衰减振动信号。

48、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括：存储器，处理器；

49、存储器存储计算机执行指令；

50、处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得处理器执行如上第一方面和/或第一方面各种可能的实施方式。

51、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上第一方面和/或第一方面各种可能的实施方式。

52、第五方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面和/或第一方面各种可能的实施方式。

53、本技术实施例提供的风电机组塔筒阻尼比的测试方法、装置、设备、介质及产品，通过持续采集塔筒的风速、来流风向和桨叶角的工况参数，并在风速小于预设风速阈值时，构建停机侧对风工况，能够降低运行状态下气动载荷、机械扰动及环境因素对塔筒振动响应的干扰；通过基于塔筒的待测试模态的固有频率，生成周期性激励信号，并进行周期性变桨，以对塔筒施加持续激励，能够在无需额外激振设备的情况下激发目标模态响应；进而在激励结束后，采集自由衰减振动信号，并以固有频率为中心频段进行带通滤波后，对目标振动信号进行衰减对数曲线拟合，能够更准确地求解待测试模态对应的阻尼比，提高塔筒阻尼测试的准确性、适用性及实施便利性。