一、大型水轮发电机组主轴系统动力特性研究现状及建模方法（论文文献综述）
毛息军[1]（2021）在《复杂水流激励下水轮发电机组动力学特性及其运行可靠性研究》文中进行了进一步梳理水轮发电机组在强大且复杂的水力、电场和磁场等因素的共同作用下,将产生十分复杂的振动,进而给机组自身的安全稳定运行带来巨大的安全隐患。尤其是机组运行在非设计工况下时水流激励还具有显着的非平稳特性,导致机组的振动变得更加复杂,并且加之机组每个单元之间不可避免地存在着相互联系、互相影响的关系,使得水轮发电机组在运行中还常常表现出一些难以解释的异常行为。因此,为了提高水轮发电机组运行的安全性、稳定性和可靠性,开展在复杂水流激励影响下机组的动态特性及其运行可靠性问题的研究工作是十分必要的。本文主要内容包括:首先,考虑轴承系统对机组的影响把机组主轴系统简化为集中参数模型,引入发电机气隙磁场能,采用平板壳单元模拟机组的转轮叶片,综合运用刚体动力学和弹性动力学相关理论建立水轮发电机组集中参数-有限元混合动力学一般模型,然后由拉格朗日方程推导机组动力学方程表达式。其次,通过分析不同工况下水轮发电机组的水流激励特性,基于虚拟激励法构建适用于模拟不同工况下作用在水轮发电机组上的随机水流激励的数学模型,再根据所建立的水轮发电机组集中参数-有限元混合动力学模型,应用随机振动理论探明不同工况下机组的动力学特性,揭示机组振动特性与结构参数、材料参数、水力参数之间的内在关系,并通过实例对不同工况下的水流激励特性和机组动力学特性进行分析,为研究机组的运行可靠性奠定理论基础。然后,根据水轮发电机组各部位的振动幅值应控制在一定限值之内的安全可靠运行准则,构造各部位振动的极限状态控制方程,应用首次超越可靠度理论,分别建立额定负荷工况、部分负荷工况和超负荷工况下水轮发电机组的可靠性模型,在此基础上建立复杂工况下水轮发电机组可靠性综合评估模型。最后,通过实例探究机组运行可靠性与各结构参数、材料参数、水力参数之间的内在关系,并运用Monte Carlo Simulation（MCS）法对所建可靠性模型的可行性和有效性进行验证。
范宇宏[2]（2021）在《水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析》文中研究说明在国家电力系统规模扩大化和能源结构形式多样化的背景下,风能、太阳能等随机可再生能源将会更多地被电力系统所消纳。随着水电在电力系统所占比重不断增加,其对电网安全稳定运行所带来的影响也日益突出,相应水力发电机组的安全稳定运行成为水利水电工程领域关注的热点问题。深入分析水轮发电机组的振动机制将能更好地确保其运行稳定性,有效减轻甚至避免振动故障给机组带来的潜在危害。本文以水轮发电机组轴系为研究对象,采用转子动力学理论和有限元分析方法,对机组转子-轴承系统在机械及电磁外激励作用下的动力特性进行了分析,论文主要研究内容如下:（1）针对以往利用有限元方法建立机组轴系模型多未考虑轴向自由度的情况,本文以单节点4自由度Euler梁为基础,将轴向位移纳入轴系整体,推导并建立了相应的单节点5自由度水电机组转子-轴承有限元模型,从而为后续展开轴系在多振源激励下的动态特性研究提供模型基础。（2）针对由机械、电磁因素引起的定、转子碰摩问题,构建了考虑动静偏心影响的不平衡磁拉力模型。在此基础上,利用Newmark-β和Newton-Raphson相结合方法,同时借助Poincaré映射图、轴心轨迹图、时域图和频谱图等非线性分析手段对机组轴系在多振源激励下的振动特性进行了研究,对比了有无轴向自由度及轴向电磁力对系统横向振动特性的影响。本文研究成果可为水轮发电机组轴系振动研究提供参考。
郭志强[3]（2021）在《水电机组轴系—基础耦合非线性动力分析》文中进行了进一步梳理水轮发电机组具有清洁环保、启停方便等优势,在调节电网,维护电网安全稳定运行等方面承担着重要作用。水电站厂房及机组在多种振源影响下,表现出的复杂非线性动力学行为,一直以来是研究的重点和难点,但长期以来,对于机组及厂房的振动问题是分开进行研究的,忽略了两者之间存在的耦合作用。对于耦合系统,以往的研究通过模态法建立动力学方程的方式进行分析,近年来的研究则大多采用完整有限元法。但模态法主要解决线性问题,对于非线性问题无法准确处理;完整有限元法具有建模准确的优点,但对于水电站这样的复杂结构模型,其离散后自由度大,计算复杂、耗时久的问题尤为突出。因此,为了研究耦合体系中机组和基础结构的非线性振动特性,提升计算效率,本文提出和建立了机组轴系-基础耦合系统的简化动力学模型,对系统的非线性动力学行为进行了深入分析,研究了系统在不同频率、不同强度的随机基础外激励作用下的非线性动力特性。此外,提出一种基于动态响应的基础子系统优化建模方法,并对基础参数变化对系统运行状态的影响进行了研究。主要内容和成果如下:（1）提出和建立了机组轴系-基础耦合系统的简化动力学模型。考虑电磁拉力、密封力、油膜力等非线性作用力的影响,应用Lagrange方程法对耦合系统的非线性运动学方程组进行了推导。（2）采用数值法对系统运动方程进行求解,结合分岔图、轴心轨迹图、Poincare映射图、频谱图、时程图,对比分析了耦合系统及经典轴系统的动力学特性,结果表明基础的耦合作用会显着影响机组轴系的动力学行为。（3）通过对基础结构施加不同频率、不同强度的随机外激励,研究了基础外激励对耦合系统振动的影响。结果表明,低频随机外激励会显着影响系统运动稳定性,中高频激励作用不明显;随机外激励强度提升同样对系统运动状态影响较大,当外激励较强时,系统无法维持稳定运动状态。（4）提出一种基于响应的基础优化等效模型建立方法,建立了基础子系统优化模型。与基于模态特性的模型相比,优化模型在低频区处的准确度稍有降低,但在中高频区的计算准确度明显提升,具有更宽的频带适用范围。（5）改变基础子系统的刚度、阻尼参数,研究了系统在不同参数下的非线性动力学行为。结果表明,转频较低时,基础参数改变对系统影响较小,当转频提升至额定转速后,基础参数改变会对系统运动状态产生较大影响。
李建玲[4]（2020）在《水轮发电机组轴系建模及振动特性研究》文中研究表明水力发电系统作为水电站最重要的组成部分,其安全、稳定、高效运行是保证水电厂安全、优质、经济发供电的基础,但随着当前大容量、高水头、高比转速机组的建成投运,水轮发电机组的振动问题与水力发电系统整体的安全稳定性问题日益突出。因此,本文通过综合考虑随机扰动、外部作用力和系统内部参数等对系统的影响,建立了更加精确的水力发电系统非线性数学模型,研究分析了随机扰动、复杂外力作用下水力发电系统局部和整体的振动特性及其运行稳定性。本论文的主要研究内容和结论可概括为以下三方面:（1）针对多重随机因素影响下水轮机调节系统机组转速波动问题,本文从水力发电系统中存在的随机因素对系统产生的影响出发,在传统水轮机调节系统非线性数学模型的基础上,对流量q1、调压室底部压力值h2和水轮机进口压力值h3分别引入随机变量ω1、ω2和ω3,建立水轮机调节系统多随机非线性数学模型;然后依次改变随机强度为0.025、0.050和0.100,利用Matlab进行大量数值仿真及数据统计,分析不同随机强度作用下单随机因素、双随机因素和三随机因素分别对水轮机调节系统稳定性产生的影响,并提出相关理论措施对系统中存在的随机因素加以规避或利用。（2）为分析陀螺效应对水轮发电机组局部及整体振动特性的影响,本文以大容量、高水头、高比转速水轮发电机组为研究对象,综合考虑陀螺力矩、转动惯量、不平衡磁拉力等的影响,建立考虑陀螺效应的水轮发电机组主轴系统多自由度非线性数学模型;以某电站实际安装参数为基础,利用Runge-Kutta法对所建模型进行数值仿真,并就不同角速度下（20rad/s、60rad/s、80rad/s和120rad/s）,考虑陀螺效应与不考虑陀螺效应分别对机组振动特性的影响进行了分析,相关结论可以为水轮发电机组的设计、运行及安全评估提供理论依据。（3）水力发电系统为水机电耦合的复杂非线性系统,其运行过程中的水力因素、机械因素及电磁因素均会对系统整体的稳定性产生较大影响。为进一步研究分析这些因素对系统振动特性的影响规律,本文通过分析水轮机调节系统和水轮机主轴系统之间的耦联关系,建立了复杂管系的水轮机调节系统与考虑陀螺效应的主轴系统相耦合的水力发电系统整体模型,研究了陀螺效应对耦合系统的影响,并在此基础上分析了不同轴向偏差（r=0.0001、r=0.0002和r=0.0003）对水轮发电机组振动响应特性的影响,相关研究成果可以为机组设计、安装提供理论指导,以最大程度的减小机组振动。
许贝贝[5]（2020）在《水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究》文中研究说明在国家进行电力结构化、市场化改革大背景下,风水等随机可再生能源将会更多地被电力系统所消纳。水电作为调峰调频重要角色,将会面临更为频繁的过渡工况调节和非最优工况运行两个重要发展趋势。准确认识在非最优工况运行下水轮发电机组动态变化特征,对提高水轮发电机组系统的灵活性运行和维护区域电力系统的安全可靠性具有重要的科学意义价值。机组在非最优工况区轴系振动剧烈,以传统水轮机调节系统为核心的PID调速器控制效果无法保证发电机角速度的稳定性,这严重威胁了水轮发电机组在非最优工况区的发电可靠性。论文以水轮机调节系统发电机角速度控制与轴系振动相互作用关系为关键科学问题并对传统水轮机调节系统模型进行改进以研究水轮发电机组发电可靠性和综合性能评估问题,并取得以下三方面研究成果:1.基于最优工况设计的传统水轮机调节系统因轴系振动微小而忽略其对调速器控制的影响,这已不适应能源结构改革背景下电力系统对水轮发电机组全工况运行的新要求,故提出基于传统水轮机调节系统评估非最优工况下水轮发电机组发电可靠性建模新思路——传统调节系统与水轮发电机组轴系统模型的耦合统一围绕水轮机调节系统控制与水力发电机组轴系振动相互作用关系问题,系统论述和分析调节系统与机组轴系耦合关系和参数传递方式。通过对三种耦合方法的深入研究,进一步提高了水轮机调节系统在部分负荷或过负荷工况下的模拟精度。主要包括:（1）以水轮机调节系统中发电机角速度与水轮发电机组转子形心偏移一阶导数为耦合界面参数,实现了调速器控制与轴系振动相互作用的模型统一;选择经典调节系统模型和基于纳子峡水电站现场测量轴系偏移峰峰值数据作对比探究统一模型模拟精度。结果表明:机组轴系形心偏移不受流量变化的影响,即工况变化形心偏移值保持不变,且轴系固有频率基本保持不变。可见,通过发电机角速度耦合的水轮发电机组系统在不同工况下相互作用关系极不明显,且在轴心偏移上模拟精度较差。（2）以水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并选择经典调节系统模型与耦合统一模型仿真结果对比探究模型模拟精度。结果表明:水轮机调节系统动态响应模拟误差在稳定值无差别,在过渡过程下模拟误差超过10%。可见,基于水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型能够较好反映机组在过渡过程下调节系统与轴系振动相互作用关系,但在过渡过程中模拟误差较大。（3）以水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并对轴系不对中故障振动实验测量的轴心轨迹和振动频率与所建耦合统一模型仿真结果进行对比分析,发现机组固有频率模拟误差小于3%。可见,通过水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型在模拟不对中故障时表现出较好的模拟精度。2.围绕非最优工况下水轮机调节系统耦合关系复杂且参数取值存在不确定性导致的发电可靠性评价困难问题,提出利用敏感性和可靠性分析工具量化不同工况下机组发电可靠性的新构想——水轮发电机组系统发电可靠性指标及其初步应用（1）稳定工况和过渡工况下模型参数不确定性分析从水电站参数设计角度对机组模型参数进行随机不确定性定义,并选择发电机角速度和发电机形心偏移作为调节系统和轴系系统模型输出值,从而得到机组在稳定运行工况和过渡工况下模型单参数敏感性排序和参数间相互作用的敏感性排序,进而确立水力发电系统发电可靠性的场景设计原则。（2）不同场景下水轮发电机组发电可靠性指标选取与评估通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,选择最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值五个动态指标作为发电可靠性评估指标,研究风水互补发电系统的故障响应、调节性能等动态特征。研究结果表明,水力发电系统调节能力对随机风低标准差和梯度风高平均值低标准差极为敏感。相反,对阵风属性指标（即风速频率、幅值和偏移量）的调节敏感性较弱。此外,快速响应（以调节时间和峰值时间表示）与稳定响应（以最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值表示）之间的主导因素评价比较复杂。但当快速响应与稳定响应相一致时,就很容易对水轮发电机组动态调节性能做出评价。3.为克服传统风水互补系统以天为最小时间尺度而忽略水轮发电机组动态性能状态的经济型问题,提出一种基于秒级尺度动力学模型的经济性评估方案——资源利用度、平抑性等级和综合效益分析通过研究风电资源的时间与空间尺度效应,给出简单时空尺度等效方案,进而提出基于秒级尺度的风水互补发电系统模型风速变异系数、波动系数和平抑系数的计算方法;进一步通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,获取风水互补系统的动态响应,并计算年运行内的售电效益、调峰效益、节省能源效益、机组启停成本、导叶疲劳损失成本、维护成本（无导叶损失）等,全方位衡量水电站在调节风电功率变化场景下所带来的经济收益情况。初步试算结果表明,基于秒级尺度的风水互补系统的经济性评估方案是可行的。
李敏[6]（2020）在《水轮发电机不平衡磁拉力与振动特性研究》文中进行了进一步梳理轴系振动是影响水力发电机组稳定运行的重要因素之一,主要受水力、电气、机械三方面的影响,在轴系结构中,水轮机转轮上的附加外力有密封力、随机水力激励、尾水管压力脉动以及转轮叶片不均衡力等,发电机转子上的附加外力有机械不平衡力和不平衡磁拉力等。轴系不平衡外力是影响振动的主要因素,其精确计算和实测是富有挑战性的工作,其中不平衡磁拉力的计算和测试已有一定的理论基础。本文基于不平衡磁拉力的计算原理及方法入手,重点针对线性计算方法进行了分析。首先,结合测量原理,推导得到不平衡磁拉力计算综合误差描述模型,对不平衡磁拉力测量参数的误差影响进行量化分析;其次,结合各项参数测试精度分析,发现气隙测量误差是影响不平衡磁拉力测量误差的主导因素。进一步地,介绍了轴系振动的集中参数模型的建模过程,以及振动方程刚度解耦后得到的发电机转子摆度表达式;结合发电机转子摆度表达式和平衡磁拉力构成,从理论上分析了不平衡磁拉力与发电机转子摆度之间的关系,提出一种利用可测摆度间接校正发电机气隙的思路;接着阐述了本文仿真的水力机组运行模拟系统并构建了模拟系统,并对其中需要的模型进行了简单的介绍及推导。最后,基于包括轴系振动模型的水力机组运行模拟平台进行仿真计算,研究不平衡磁拉力误差对机组振动幅值偏差的影响,结合仿真振幅数据分析发电机转子幅值偏差与气隙偏差的关系;根据推导的转子摆度与不平衡磁拉力之间的关系公式,对公式中的A值和KM值进行了仿真试算。
张宁[7]（2020）在《水轮发电机组轴系统的MRD振动控制研究》文中进行了进一步梳理随着我国水电建设快速发展,机组尺寸和单机容量越来越大,机组相对刚度较弱,水力、电磁、机械等非线性因素诱发的机组振动问题愈加突出。因此,非常有必要在综合考虑多种非线性因素基础上,建立水轮发电机组系统非线性模型,进而对机组系统振动控制问题进行研究。论文通过将磁流变阻尼器（MRD）引入到水轮发电机组轴系非线性动力模型中,建立了基于磁流变液的水轮发电机组轴系非线性动力模型。系统研究了阻尼器布置位置、不同控制方法下磁流变阻尼器对机组轴系振动控制效果以及考虑基础激励的机组振动控制。论文主要利用数值分析的方法,得到了以下成果:（1）建立了基于磁流变液的水轮发电机组轴系非线性动力模型,在此基础上分别分析了机组低转速运行时和过渡工况较高转速运行时,被动控制下磁流变阻尼器对水轮发电机组轴系振动的控制效果。（2）运用最优化基本理论,通过设置位置参数,将位置参数引入磁流变阻尼器动力模型中,建立了含有位置参数的磁流变液非线性阻尼力模型。研究了阻尼器不同布置位置对水轮发电机组振动的影响,进而确定了阻尼器布置的最优区间。（3）在磁流变液水轮发电机组非线性动力模型基础上,利用模糊控制建立了磁流变液机组模糊控制模型。通过模糊控制规则,更大程度利用磁流变阻尼器耗能功能,并与被动控制下机组轴系振动情况进行了对比分析。结果显示其对机组轴系振动的控制效果有所提升。（4）考虑到基础对机组振动的影响,将基础激励假设为一组谐和激励和随机激励的组合,通过导轴承将基础激励传递给机组。研究了不同参数组下,基础激励对机组振动的影响,分析了改进的非线性阻尼力模型对基础激励下机组振动的控制效果。
郑泽知[8]（2020）在《水电站机组-基础耦合系统的自适应振动控制》文中研究说明大型旋转机械的振动问题多年来都备受关注,水轮发电机组作为大型旋转机械的一种,自身运行环境的特殊性所带来的水机电耦合影响,使其动力学响应具有复杂的非线性。随水轮发电机组向着大型化、复杂化等方向发展,轴系统的非线性振动问题以及运行稳定性问题日益突出。同时,混凝土基础结构在水力脉动等多种荷载作用下,将产生复杂的不确定性振动,并通过导轴承、机架将径向荷载传递至机组,影响机组轴系的稳定运行。因此,进一步研究和揭示水电机组轴系统复杂非线性动力特性的内在机理以及针对其不同的振动状态或故障现象施加相应的控制措施,实现其安全、可靠的运行,具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文基于转子动力学理论基础以及非线性数值分析方法,将水轮发电机组轴系统作为主要研究对象,利用MATLAB和Simulink程序进行建模仿真分析,主要的工作和研究成果如下:（1）针对水轮机轴系的振动时变性,提出利用形状记忆合金（SMA）开展对该系统的振动控制研究,建立了具有SMA阻尼器的水轮发电机组轴系的非线性振动模型和控制方法。分别考虑单一和耦合激励作用下,计算相应的分岔图和Poincare映射图,研究了 SMA阻尼器对水轮发电机组轴系振动的影响。结果表明,SMA阻尼器对水轮发电机组轴系有明显的减振效果,可以有效减小水轮机轴系的振动幅值,提高水轮发电机组运行的稳定性。（2）以水轮发电机组和基础耦合动力系统为研究对象,并考虑机组的转子不平衡、转轮密封力等非线性作用,建立了带有基础随机外激励的水电机组轴系统的非线性动力学微分方程。研究了不同频率、强度和谱宽下的基础随机激励对主轴系统振动的影响。结果表明,基础激励频率的改变以及强度和谱宽的变化将影响机组运行稳定性,导致主轴系统出现多周期运动和混沌运动等复杂的非线性振动现象。（3）为了解决水轮发电机组在基础激励作用下产生的振动问题,提出了 MRD阻尼器—PID控制方法。在MRD阻尼器对传统机组轴系振动控制的基础上,基于基础随机激励对机组轴系的影响,针对性的加入PID控制,通过反馈参数自适应地调节阻尼力,抑制机组轴系的振动问题。通过对控制下的水轮发电机组轴系动力学响应的对比分析,表明MRD-PID控制系统可以有效的针对机组轴系因故障问题引起的振动放大情况,有效减小基础激励的影响,提高机组轴系统运行的稳定性。
温倩[9]（2019）在《水机电耦联模型下水轮发电机组转子-轴承系统的动力特性分析》文中提出工业化及城市化的高速发展,推动着我国能源需求量的不断上升。电力系统也伴随着规模的不断扩大以及多种能源的接入变得越来越复杂。电力系统安全平稳的运行仍是当今学者研究的重点。作为可再生的清洁能源,水电能源在整个能源系统中的比重不断扩大。水电站的装机容量越来越大,承担的调峰调频任务也越来越重。在各种因素的相互作用下,机组的振动稳定性问题不断凸显。本文通过建立水机电耦联仿真模型,对电力系统的短路故障进行仿真模拟。针对水轮发电机组转子-轴承系统开展研究,分析在水机电耦联条件下,电力系统短路故障对转子-轴承系统振动动态特性的影响,以及励磁系统主要参数对转子-轴承系统振动动态特性的影响规律。论文主要工作及研究成果如下:（1）运用模块化建模方式,利用工程计算软件MATLAB/SIMULINK建立了水力发电系统各子系统的数值模型,然后将各个子模型搭建成耦合仿真系统。利用该耦联系统模型对电力系统短路故障进行仿真模拟。构建结构系统的运动微分方程,在计算时步中对电磁参数-励磁电流及发电机转速实时更新,通过不平衡磁拉力建立起水机电系统和转子-轴承结构系统的耦合,分析了电力系统短路故障的切除时间及故障类型对转子-轴承结构系统振动的影响。结果表明,电力系统是否保持稳定对发电机组转子-轴承系统有着重要影响,其中三相短路对机组转子-轴承系统稳定性的影响最为显着,只要及时切除故障线路,可以有效避免机组产生剧烈振动。（2）电力系统短路故障会直接引起电网电压和功率的变化,而此时励磁系统对电力系统的稳定性起到了至关重要的作用。本文在建立了水机电耦联仿真模型以及机组转子-轴承结构系统运动微分方程的基础上,分析了在电力系统短路故障条件下,励磁系统主要参数对转子-轴承系统振动的影响。结果表明,主要励磁参数对电力系统稳定性的影响与对转子-轴承系统振动的影响总是相反的,例如,励磁放大倍数越大,电力系统恢复到稳定状态的速度越快,但转子振动持续的时间越长;励磁时间常数越小,电力系统恢复到稳定状态的速度越快,但转子振动持续的时间越长、振动幅度越大。因此在实际设计中对参数的选定要综合考虑多种因素的影响。
王鸿振[10]（2019）在《高水头水电站厂房结构耦合振动特性研究》文中提出随着水电事业的发展,水轮发电机组的单机容量和额定水头逐渐增大,水电站厂房中水力荷载、电磁荷载和机械荷载的作用相应增强,水电站厂房的结构振动现象愈发突出。国内外多个水电站都出现过不同程度的振动安全问题。本文从水电站机组与厂房结构的耦合关系、不同振源荷载对厂房结构振动的贡献程度、多机组间厂房结构振动的影响等问题出发,通过原型观测、理论推导和数值模拟仿真等手段,对高水头水电站厂房结构的耦合振动特性开展系统研究,主要工作及成果如下:（1）建立了机组与厂房结构的耦合振动分析模型,系统研究一高水头水电站机组与厂房结构的耦合振动特性。通过模型响应与实测振动校核,验证了耦合振动分析模型的合理性和准确性。基于耦合模态分析和响应计算发现机组和厂房结构的第一阶振型表现为发电机转子、上机架、定子机架和风洞围墙的联合水平振动,自振频率为8.4Hz;机组和厂房结构各节点在水平向的相互耦合作用比较显着,呈现分层耦合的特点。基于荷载和结构刚度开展敏感性分析,发现了机组轴系及厂房结构的竖向振动对实测水力荷载中不同频率成分的敏感性差异;研究了轴承刚度和磁拉力刚度等参数对机组和厂房结构振动的不同影响。（2）基于原型观测分析,结合信息熵方法和数值模拟技术对高水头水电站厂房结构的振动特性开展了进一步研究。通过对水电站厂房结构进行振动测试,分析了不同结构测点的振动规律。基于长时间低频监测数据的信息熵特征,研究了不同厂房结构与机组振动的相关性差异,量化分析了不同荷载对厂房结构振动的贡献程度,发现水力荷载在振动剧烈的低负荷工况下作用最显着,单独贡献占比达到76.7%。最后基于有限元模型对极限工况水力荷载作用下的厂房结构振动进行研究,得到不同结构振动强度的分布规律。（3）综合运用现场实测、理论推导和数值模拟等手段,对水电站厂房结构振动在机组间的传播问题开展系统研究。通过理论分析推导了机组间结构振动的传播公式,揭示了不同方向和不同频率振动在多机组段间的传播规律。研究发现横河向振动在相邻机组间的振动传播比例为17%到25%左右,强于顺河向振动和竖向振动;低频水力荷载与转频荷载引起结构振动的传播比例基本相当。最后应用有限元模型得以验证。
二、大型水轮发电机组主轴系统动力特性研究现状及建模方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大型水轮发电机组主轴系统动力特性研究现状及建模方法（论文提纲范文）
（1）复杂水流激励下水轮发电机组动力学特性及其运行可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 水轮发电机组水流激励特性研究现状 |
| 1.2.2 水轮发电机组动力学特性研究现状 |
| 1.2.3 水轮发电机组振动可靠性研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 水轮发电机组动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮发电机组力学模型 |
| 2.3 水轮发电机组动力学模型 |
| 2.3.1 主轴系统集中参数模型 |
| 2.3.2 叶片弹性体有限元模型 |
| 2.3.3 机组集中参数-有限元混合动力学模型 |
| 2.4 水轮发电机组动力学方程 |
| 2.4.1 水轮发电机组系统总动能 |
| 2.4.2 水轮发电机组系统总势能 |
| 2.4.3 水轮发电机组动力学方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 复杂水流激励下水轮发电机组动力学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水轮发电机组水流激励特性研究 |
| 3.2.1 额定负荷工况下水流激励特性 |
| 3.2.2 部分负荷工况下水流激励特性 |
| 3.2.3 超负荷工况下水流激励特性 |
| 3.3 复杂水流激励下机组振动特性研究 |
| 3.3.1 水轮发电机组固有特性 |
| 3.3.2 水轮发电机组动态方程解耦变换 |
| 3.3.3 不同工况下水轮发电机组动态响应特性 |
| 3.4 机组水流激励特性实例分析 |
| 3.4.1 机组水流激励特性仿真分析 |
| 3.4.2 机组水流激励特性试验分析 |
| 3.5 机组动态响应特性实例分析 |
| 3.5.1 机组动态响应特性仿真分析 |
| 3.5.2 机组动态响应特性试验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 复杂水流激励下水轮发电机组可靠性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构功能函数 |
| 4.3 不同工况下机组的可靠性模型 |
| 4.3.1 额定负荷工况下的可靠性模型 |
| 4.3.2 部分负荷工况下的可靠性模型 |
| 4.3.3 超负荷工况下的可靠性模型 |
| 4.3.4 复杂工况下的可靠性模型 |
| 4.4 机组运行可靠性实例分析 |
| 4.4.1 机组失效概率仿真分析 |
| 4.4.2 机组运行可靠性仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 5.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（2）水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 水轮发电机组轴系建模 |
| 1.2.2 有限元方法在旋转机械建模的应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 水轮发电机组转子-轴承系统有限元建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮发电机组转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.2.1 单节点4自由度的转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.2.2 单节点5自由度的转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.3 数值算法 |
| 2.3.1 Newmark-β法 |
| 2.3.2 Newton-Raphson法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统外激力 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 径向碰摩力 |
| 3.3 径向不平衡电磁力 |
| 3.4 动静偏心下的UMP |
| 3.5 轴向电磁力 |
| 3.5.1 理论分析 |
| 3.5.2 轴向电磁力四个分量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 数值计算分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水电机组转子-轴承系统在动静偏心UMP作用下横向振动分析 |
| 4.2.1 碰摩刚度对系统振动的影响 |
| 4.2.2 静偏心对系统振动的影响 |
| 4.2.3 动偏心对系统振动的影响 |
| 4.2.4 质量偏心对系统振动的影响 |
| 4.3 水轮发电机组横/轴有限元建模及振动分析 |
| 4.3.1 轴向自由度对系统横向振动的影响 |
| 4.3.2 轴向电磁力对系统横向振动的影响 |
| 4.3.3 动偏心对系统横向振动的影响 |
| 4.3.4 碰摩刚度对系统横向振动的影响 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）水电机组轴系—基础耦合非线性动力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水轮发电机组轴系振动研究 |
| 1.2.2 水电站厂房振动研究 |
| 1.2.3 轴系与厂房耦合振动研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 数学模型及分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮机组轴系统外激励数学模型 |
| 2.2.1 非线性油膜力模型 |
| 2.2.2 不平衡磁拉力模型 |
| 2.2.3 非线性密封力模型 |
| 2.3 分析方法 |
| 2.3.1 常微分方程求解 |
| 2.3.2 非线性问题分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 机组轴系—基础非线性耦合动力学模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非线性耦合动力学模型的数学建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 耦合模型非线性动力分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参数确定 |
| 4.3 基础耦合对比分析 |
| 4.4 基础外激励作用下轴系运动特性分析 |
| 4.4.1 不同频率基础外激励对轴系运动的影响 |
| 4.4.2 不同强度基础外激励对轴系运动的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 机组轴系-基础耦合系统参数优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基础模型优化 |
| 5.3 优化基础模型下耦合系统分析 |
| 5.4 敏感性分析 |
| 5.4.1 基础刚度变化对系统的影响 |
| 5.4.2 基础阻尼变化对系统的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（4）水轮发电机组轴系建模及振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水力发电系统稳定性及振动特性的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水轮机调节系统随机建模及稳定性研究 |
| 1.2.2 水轮发电机组系统建模及振动特性研究 |
| 1.3 本文主要研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第二章 多随机因素共同作用下水轮机调节系统稳定性分析 |
| 2.1 考虑调压井效应的水轮机调节系统非线性随机数学模型 |
| 2.1.1 压力引水管道模型 |
| 2.1.2 发电机系统数学模型 |
| 2.1.3 调速器数学模型 |
| 2.1.4 考虑调压井时的水轮机调节系统的非线性动态模型 |
| 2.2 水轮机调节系统动态响应 |
| 2.2.1 随机因素对水轮机调节系统稳定性的影响 |
| 2.2.2 随机数据统计分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 考虑陀螺效应的水轮发电机组轴系建模及振动特性研究 |
| 3.1 陀螺效应现象与原理 |
| 3.2 考虑陀螺效应的水轮发电机组轴系建模 |
| 3.2.1 陀螺效应在水轮发电机组中的数学表示 |
| 3.2.2 考虑陀螺效应的水轮发电机组主轴系统数学建模 |
| 3.3 考虑陀螺效应的水轮发电机组振动特性研究 |
| 3.3.1 主轴系统振动特性分析 |
| 3.3.2 频域响应特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 水轮机调节系统耦联主轴系统建模及振动特性研究 |
| 4.1 水轮机调节系统耦联主轴系统建模 |
| 4.1.1 复杂管系水轮机调节系统建模 |
| 4.1.2 考虑陀螺效应的水轮发电机组主轴系统建模 |
| 4.1.3 水轮机调节系统耦联主轴系统数学模型 |
| 4.2 耦合系统的振动响应特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 存在不足与今后努力方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 能源结构现状与发展趋势 |
| 1.2.1 能源结构大转型下的水电角色 |
| 1.2.2 能源结构调整水电调节重任 |
| 1.3 水力发电系统运行稳定性研究综述 |
| 1.3.1 水轮机调节系统之发电可靠性 |
| 1.3.2 水轮发电机组轴系统之轴系振动 |
| 1.3.3 风光水多能互补分析 |
| 1.4 发电可靠性研究综述 |
| 1.4.1 敏感性分析 |
| 1.4.2 可靠性分析 |
| 1.4.3 经济性分析 |
| 1.5 课题来源 |
| 1.6 研究思路与技术路线 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 水轮机调节系统基本模型及随机扰动分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮机调节系统动力学模型及其随机扰动概述 |
| 2.2.1 引水系统动态模型随机扰动 |
| 2.2.2 水轮机线性化(非线性)动态数学模型及随机扰动 |
| 2.2.3 同步发电机动态模型随机扰动 |
| 2.2.4 负荷动态模型随机扰动 |
| 2.2.5 调速器动态模型 |
| 2.2.6 励磁系统动态模型 |
| 2.2.7 水轮机调节系统任务与调节模式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.2.1 以发电机角速度为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.2 以水力不平衡力和水轮机动力矩为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.3 以水力激励力为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 水轮发电机组系统参数不确定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值仿真抽样方法 |
| 4.2.1 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法原理 |
| 4.2.2 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法步骤 |
| 4.3 敏感性分析方法 |
| 4.3.1 扩展傅里叶幅度检验法 |
| 4.3.2 Sobol敏感性分析 |
| 4.4 基于发电机角速度耦合统一模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.4.2 模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.3 不对中参数对系统模型状态变量动态演化过程影响 |
| 4.4.4 发电机转子形心晃动幅度和不对中量关系 |
| 4.4.5 小结 |
| 4.5 基于水力不平衡力和动力矩模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.5.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.5.2 模型参数不确定性分析 |
| 4.5.3 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型验证 |
| 4.5.4 小结 |
| 4.6 基于水力不平衡和动力矩的耦合系统振动模态分析 |
| 4.6.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.6.2 非线性模态级数法 |
| 4.6.3 非线性振动模态分析方法验证 |
| 4.6.4 一阶振动模态分析 |
| 4.6.5 讨论 |
| 4.6.6 小结 |
| 4.7 相继甩负荷工况下水力发电系统模型参数不确定性分析 |
| 4.7.1 全局敏感性分析 |
| 4.7.2 模型验证 |
| 4.7.3 相继甩负荷对管道压力的影响 |
| 4.7.4 相继甩负荷对调压室涌浪的影响 |
| 4.7.5 相继甩负荷对转速波动的影响 |
| 4.7.6 小结 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 风光水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可靠性分析方法 |
| 5.2.1 一阶可靠度法 |
| 5.2.2 二阶可靠度法 |
| 5.3 混合光伏/风电/水电微电网系统建模与参数不确定性分析 |
| 5.3.1 基于水力激励力的耦合系统模型 |
| 5.3.2 混合光伏/风电微电网 |
| 5.3.3 参数不确定性对水力发电系统发电可靠性的影响 |
| 5.3.4 水力发电系统参数间相互作用对并网可靠性影响 |
| 5.3.5 水力发电系统轴系模型验证 |
| 5.3.6 混合光伏/风电/水电微电网系统建模 |
| 5.3.7 混合光伏/风电/水电微电网系统三相短路故障分析 |
| 5.3.8 小结 |
| 5.3.9 微电网系统参数 |
| 5.4 风水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.4.1 风水互补发电系统模型说明 |
| 5.4.2 风力发电系统风速模型场景 |
| 5.4.3 风水互补系统互补特性分析 |
| 5.4.4 风水互补系统发电可靠性评估指标 |
| 5.4.5 风水互补系统水轮发电机组发电可靠性评估 |
| 5.4.6 小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 水力发电系统的综合调节优势 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于时空尺度风水互补发电资源利用度与平抑性等级评估 |
| 6.2.1 基于连续小波变换的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.2 基于连续小波变换分析的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.3 基于最小二乘支持向量机的等级评估 |
| 6.2.4 系统资源利用度与平抑性等级评估模型 |
| 6.2.5 风水互补发电系统联合模型 |
| 6.2.6 各类风速条件下风力发电资源评估 |
| 6.2.7 小结 |
| 6.3 水力发电系统在调节风力波动方面的经济性评估 |
| 6.3.1 综合评价方法 |
| 6.3.2 风水互补特性分析 |
| 6.3.3 十四节点网络风水互补发电系统综合优势分析 |
| 6.3.4 风水互补系统综合调节效益分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要贡献 |
| 7.2 工作设想 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
（6）水轮发电机不平衡磁拉力与振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 水力机组轴系振动研究现状 |
| 1.3.1 机械振动 |
| 1.3.2 电磁振动 |
| 1.3.3 水力振动 |
| 1.3.4 水-机-电耦合振动的研究 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 不平衡磁拉力的影响因素分析 |
| 2.1 不平衡磁拉力计算原理 |
| 2.1.1 线性解析表达式 |
| 2.1.2 非线性解析表达式 |
| 2.1.3 数值计算方法 |
| 2.2 单因素误差分析 |
| 2.2.1 转子直径、长度误差 |
| 2.2.2 偏心距误差 |
| 2.2.3 磁密度误差 |
| 2.2.4 气隙误差 |
| 2.3 不平衡磁拉力系统误差控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 转子振动幅值与不平衡磁拉力的关系 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 水力机组轴系模型 |
| 3.2.1 基本轴系模型 |
| 3.2.2 轴系基本模型的简化 |
| 3.2.3 发电机转子振动幅值与气隙 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 水力机组运行模拟系统 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 水力系统模型 |
| 4.2.1 水击模型 |
| 4.2.2 水轮机模型 |
| 4.3 发电机模型 |
| 4.4 控制系统模型 |
| 4.4.1 PID调速器模型 |
| 4.4.2 PI励磁控制器 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 轴系振动仿真计算 |
| 5.1 仿真计算 |
| 5.1.1 理想状态下水力机组轴系运动分析 |
| 5.1.2 不平衡磁拉力幅值误差试算 |
| 5.1.3 误差综合试算 |
| 5.2 不平衡磁拉力与振动幅值的关系 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A 硕士阶段发表论文情况 |
| 附录 B 硕士阶段参与项目情况 |
（7）水轮发电机组轴系统的MRD振动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机组轴系振动研究现状 |
| 1.2.2 水电站厂房振动研究现状 |
| 1.2.3 MRD智能材料应用研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第2章 磁流变液水轮发电机组轴系非线性动力学模型建立及动力演化特征 |
| 2.1 水轮发电机组轴系非线性模型建立 |
| 2.1.1 阻尼力 |
| 2.1.2 不平衡磁拉力 |
| 2.1.3 非线性密封力 |
| 2.1.4 非线性油膜力 |
| 2.2 磁流变液机组轴系非线性动力学模型 |
| 2.2.1 MRD阻尼器力学模型 |
| 2.2.2 磁流变液机组轴系运动微分方程 |
| 2.3 MRD对水轮发电机组减振控制 |
| 2.3.1 周期运动下MRD减振控制 |
| 2.3.2 拟周期运动下MRD减振控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 MRD阻尼器布置位置优化 |
| 3.1 带位置参数MRD阻尼力模型构建 |
| 3.1.1 MRD位置函数定义 |
| 3.1.2 MRD速度响应函数 |
| 3.1.3 带位置参数的MRD阻尼力模型 |
| 3.2 MRD布置位置对系统减振的影响 |
| 3.2.1 上阻尼器位置优化 |
| 3.2.2 下阻尼器位置优化 |
| 3.2.3 上下阻尼器综合布置优化 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 水轮发电机组轴系MRD模糊振动控制 |
| 4.1 模糊控制器基本结构 |
| 4.1.1 模糊控制规则 |
| 4.1.2 隶属函数 |
| 4.2 磁流变液阻尼器模糊逻辑全态控制 |
| 4.2.1 输入输出量选取及其论域确定 |
| 4.2.2 模糊论域、量化因子和比例因子的选取 |
| 4.2.3 确定隶属函数 |
| 4.2.4 编写模糊控制规则库 |
| 4.2.5 选择解模糊判决方法 |
| 4.3 水轮发电机组系统磁流变阻尼振动模糊控制 |
| 4.3.1 磁流变液机组模糊控制模型 |
| 4.3.2 磁流变阻尼模糊减振控制 |
| 4.3.3 阻尼器模糊控制与被动控制对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 考虑基础激励的水轮发电机组振动控制 |
| 5.1 水电站厂房振源分析 |
| 5.1.1 水轮发电机组振动 |
| 5.1.2 流道中水力振动 |
| 5.2 基础随机激励模型及其施加 |
| 5.3 基础激励对机组振动的影响 |
| 5.3.1 外激励中周期成分频率变化 |
| 5.3.2 外激励中随机成分强度变化 |
| 5.3.3 随机外激励谱宽变化 |
| 5.4 考虑基础激励的机组振动控制效果分析 |
| 5.4.1 不同周期频率下控制效果 |
| 5.4.2 不同随机激励强度下控制效果 |
| 5.4.3 不同随机激励谱宽下控制效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）水电站机组-基础耦合系统的自适应振动控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及发展 |
| 1.2.1 水轮发电机组轴系研究现状 |
| 1.2.2 机组与厂房耦联振动研究现状 |
| 1.2.3 智能材料阻尼器研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及主要工作 |
| 第2章 机组轴系统非线性动力学的分析方法 |
| 2.1 机组轴系统非线性外激励模型 |
| 2.1.1 不平衡磁拉力模型 |
| 2.1.2 非线性密封力模型 |
| 2.1.3 非线性油膜力模型 |
| 2.1.4 碰摩力模型 |
| 2.2 非线性动力系统混沌运动的分析方法 |
| 2.2.1 轴心轨迹图 |
| 2.2.2 时程曲线图 |
| 2.2.3 Poincaré映射图 |
| 2.2.4 分岔图 |
| 2.2.5 功率谱图 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 水轮发电机组轴系控制系统的建模和动力分析 |
| 3.1 形状记忆合金(SMA)阻尼器模型及控制原理 |
| 3.1.1 功能特点 |
| 3.1.2 SMA本构方程 |
| 3.1.3 控制原理 |
| 3.2 基于SMA受控机组轴系非线性动力学模型 |
| 3.3 数值模拟与分析 |
| 3.3.1 SMA阻尼器数值模拟 |
| 3.3.2 受控机组轴系统数值模拟 |
| 3.3.3 鲁棒性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基础激励下水电机组轴系的建模与动力分析 |
| 4.1 基础随机激励模型 |
| 4.2 基础结构振源分析 |
| 4.2.1 机械因素 |
| 4.2.2 电磁因素 |
| 4.2.3 水力因素 |
| 4.3 系统数值模拟 |
| 4.3.1 基础激励中周期成份的频率变化对主轴系统的影响 |
| 4.3.2 基础随机激励强度对机组轴系动力特性的影响 |
| 4.3.3 基础随机激励谱宽对机组轴系动力特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 水轮发电机组轴系—基础系统自适应振动控制 |
| 5.1 PID控制系统原理 |
| 5.2 MRD-PID控制系统 |
| 5.3 系统数值模拟 |
| 5.3.1 不平衡电磁—密封耦合工况 |
| 5.3.2 碰摩—密封耦合工况 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
（9）水机电耦联模型下水轮发电机组转子-轴承系统的动力特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水机电耦联仿真模型 |
| 1.2.2 水电站机组转子-轴承系统 |
| 1.2.3 水轮发电机组振动研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 水电站各子系统的数学描述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 引水系统模型 |
| 2.3 水轮机模型 |
| 2.3.1 水轮机线性模型 |
| 2.3.2 水轮机非线性模型 |
| 2.4 调速器模型 |
| 2.5 水轮发电机数学模型 |
| 2.6 励磁系统数学模型 |
| 2.6.1 励磁系统结构 |
| 2.6.2 励磁单元数学模型 |
| 2.7 基于MATLAB/SIMULINK的水机电耦联系统模型 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 电力系统故障对机组转子—轴承结构系统的稳定性影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 简单电力系统短路故障分析 |
| 3.2.1 正常运行阶段 |
| 3.2.2 故障阶段 |
| 3.2.3 故障及时切除 |
| 3.2.4 故障切除过晚 |
| 3.3 水轮发电机转子-轴承系统的动力学模型 |
| 3.3.1 不平衡磁拉力求解方法 |
| 3.3.2 不平衡磁拉力公式推导 |
| 3.3.3 非线性油膜力模型 |
| 3.3.4 系统运动微分方程 |
| 3.4 数值计算 |
| 3.4.1 计算参数设定 |
| 3.4.2 故障线路切除时间对机组转子-轴承运动特性的影响分析 |
| 3.4.3 故障类型对机组转子-轴承运动特性的影响分析 |
| 3.5 结论 |
| 4 励磁系统对机组转子-轴承结构系统稳定性的影响分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 励磁系统主要参数对电力系统运行状态的影响 |
| 4.2.1 励磁放大倍数对电力系统运行状态的影响 |
| 4.2.2 励磁时间常数对电力系统运行状态的影响 |
| 4.2.3 反馈环节放大倍数对电力系统运行状态的影响 |
| 4.3 励磁系统对机组转子-轴承结构振动特性的影响 |
| 4.3.1 励磁放大倍数对机组转子-轴承系统的影响 |
| 4.3.2 励磁时间常数对机组转子-轴承系统的影响 |
| 4.3.3 反馈环节放大倍数对机组转子-轴承系统的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 不同励磁放大倍数所对应的转子-轴承系统振动轨迹图 |
| 附录B 不同励磁时间常数所对应的机组转子-轴承系统振动轨迹图 |
| 附录C 不同反馈环节放大倍数所对应的转子振动轨迹图 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）高水头水电站厂房结构耦合振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水电站机组振动研究 |
| 1.2.2 水电站厂房结构振动研究 |
| 1.2.3 机组与厂房耦合振动研究 |
| 1.2.4 机组间振动影响及传播研究 |
| 1.2.5 现有研究不足 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 水电站机组与厂房结构耦合振动分析模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 耦合振动结构体系的概化 |
| 2.2.1 耦合振动结构体系竖直方向概化 |
| 2.2.2 耦合振动结构体系水平方向概化 |
| 2.3 耦合振动微分方程的建立 |
| 2.3.1 竖直方向耦合振动微分方程 |
| 2.3.2 水平方向耦合振动微分方程 |
| 2.4 耦合振动分析模型结构参数分析和计算 |
| 2.5 耦合振动分析模型荷载参数分析和计算 |
| 2.5.1 水力荷载 |
| 2.5.2 电磁荷载 |
| 2.5.3 机械荷载 |
| 2.6 耦合振动响应计算及校核 |
| 2.6.1 响应计算 |
| 2.6.2 实测校核 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 水电站机组与厂房结构耦合振动模态及响应特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 耦合振动模态分析 |
| 3.3 不同荷载要素与耦合振动响应的敏感性分析 |
| 3.3.1 荷载幅值大小 |
| 3.3.2 荷载频率成分 |
| 3.3.3 荷载相位差 |
| 3.4 不同部位刚度与耦合振动响应的敏感性分析 |
| 3.4.1 竖向刚度 |
| 3.4.2 水平刚度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 水电站厂房结构振动特性实测分析与数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 厂房结构振动现场测试分析 |
| 4.2.1 测试概况 |
| 4.2.2 振动位移强度分析 |
| 4.2.3 振动位移频域特性分析 |
| 4.3 厂房结构振动与机组振动的相关性研究 |
| 4.3.1 机组结构振动规律分析 |
| 4.3.2 信息熵方法 |
| 4.3.3 不同测点厂房结构振动与机组振动的相关性分析 |
| 4.4 不同荷载对厂房结构振动的贡献程度分析 |
| 4.5 厂房结构振动安全数值模拟研究 |
| 4.5.1 模态分析及共振校核 |
| 4.5.2 极限水力荷载下的结构振动响应 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 机组间厂房结构振动传播研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 厂房结构振动现场测试 |
| 5.2.1 现场测试概况 |
| 5.2.2 初步测试结果分析 |
| 5.2.3 实测振动传播规律 |
| 5.3 机组间厂房结构振动传播机理 |
| 5.3.1 结构简化 |
| 5.3.2 振动传播模型的构建 |
| 5.3.3 传播规律分析 |
| 5.4 数值模拟和验证 |
| 5.4.1 多机组段有限元模型的构建 |
| 5.4.2 模型计算和分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论与创新点 |
| 6.1.1 主要结论 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、大型水轮发电机组主轴系统动力特性研究现状及建模方法（论文参考文献）
- [1]复杂水流激励下水轮发电机组动力学特性及其运行可靠性研究[D]. 毛息军. 广西大学, 2021(12)
- [2]水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析[D]. 范宇宏. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]水电机组轴系—基础耦合非线性动力分析[D]. 郭志强. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [4]水轮发电机组轴系建模及振动特性研究[D]. 李建玲. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [5]水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究[D]. 许贝贝. 西北农林科技大学, 2020
- [6]水轮发电机不平衡磁拉力与振动特性研究[D]. 李敏. 昆明理工大学, 2020(04)
- [7]水轮发电机组轴系统的MRD振动控制研究[D]. 张宁. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [8]水电站机组-基础耦合系统的自适应振动控制[D]. 郑泽知. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [9]水机电耦联模型下水轮发电机组转子-轴承系统的动力特性分析[D]. 温倩. 大连理工大学, 2019(02)
- [10]高水头水电站厂房结构耦合振动特性研究[D]. 王鸿振. 天津大学, 2019(06)