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水轮机空化声发射信号的优化卣魈崛振邹淑云刘忠陈莹蒋盈程学报．长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙；泄缈蒲а芯吭海本摘要：针对变分模态分解惴ㄖ蟹纸獠闶统头Ｒ蜃个参数对分解结果有着显著影响且不易确定的问题，提出了灰狼和布谷鸟混合优化惴简称优化惴。该方法以包络熵差异互相关系数作为适应度函数，以全局最小适应度值为优化目标，筛选出最佳的参数组合。将优化惴ㄓ糜谒只栈⑸湫藕诺奶卣鞣治觯ü纸獾玫奖菊髂Ｌ数⒘薎能量随空化系数的变化关系，反映了水轮机空化的发展状态。结果表明：随着空化系数的减小，各主要芰吭龃螅从沉怂只栈游薜接校尤醯角康谋浠蹋证了优化惴ㄓ糜谒只栈治龅恼沸浴关键词：水轮机；空化；声发射；优化槐菊髂Ｌ换依怯呕惴ǎ徊脊饶袼阉魉惴中图分类号：文献标志码：学科分类号：Ⅵ．，Ⅵ雅动力工琙竹，，第卷第年文章编号：—一一／甤甹．．．五，癹，“砣．珻、珻，．，：—，，，猚，，．，—】Ⅵ．：瑃琫，．；；籧修订日期：一一基金项目：国家自然科学基金资助项目；湖南省教育厅创新平台开放基金资助项目；中国水利水电科学研究院科研专项资助项目忠，男，湖北汉川人，副教授，博士，研究方向为水力机械状态监测与故障诊断。电话．收稿日期：一一作者简介：刘猰篸甧．。．
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锹耐“∞一—騣产‘闶樟蔡跫鶯絠坐⋯；。豫齛，Ⅶ㈤卜㈦厂一∑“。卜可担隡籥驯琜去‰】贿尿厂一∑“。虻兰如，厂弧啤啊￡∑啤Ｒ弧搿２分问题，引入惩罚因子口和拉格朗日乘翻，惩罚基本理论，一∑“。．井。渲衦为更新参数。畉．∑“怀地一内在联系，易使迭代算法陷入局部最优。为了实现利用乘子交替方向算法不断更新各‰。‰。虯鼬州，求得式陌暗慵次T侍獾淖钣工程学报空化会破坏水流正常的流动状态，降低水轮机的水力性能，严重时会导致过流部件损坏，造成机组严重振动，产生噪声，威胁水电站的安全经济运行Ｋ只栈讨写罅课⑿蜕淞骰虺寤鞑ㄗ用于叶片和管壁，形成包含母咂瞪发射，藕牛⒀刈潘Α⒒械系统进行传播６园樗婵栈腁藕沤行有效检测与特征提取，有望实现对空化状态的监测和辨别。国内外学者对水轮机空化产生的非平稳、非周期的信号进行了诸多研究。等な盗嗽谄毫较嗔鞫跫陆⑸浼际跤用于气泡的在线检测是可行的。菻谥崃魇低水头闭环试验台上进行试验，揭示了信号的叶片流道调制水平相对值与空化系数的关系。刘忠等书捎眯〔ò椒ê透慕槟Ｌ纸珽曰炝魇侥Ｐ退机空化声发射信号进行了特性分析，揭示了各典型频段小波包能量和各本征模态函数，特征分量随空化系数的变化规律。但小波包在变换算法上并没有取得明显突破，仍然受限于小波基和分解层数的选择，而捌涓进算法仍然存在因极值点包络估计误差易出现模态混叠和端点效应，参数难以选择，重构信号中存在残余噪声等问题变分模态分解，椒ㄍü蜒氨浞帜Ｐ妥钣沤饫确定每个分量的频率中心及带宽，具有更坚实的理论基础，因此得到了广泛应用。但惴ㄖ蟹解层数和惩罚因子需要预先设定，极大地影响了分解效果。李华等捎们投茸畲笾涤呕疺分解层数的方法对滚动轴承早期故障进行了特征提取，但仅考虑了分解层数优化而将惩罚因子设为定值。萚挡捎枚懒⒂呕疺参数的方法对风力机进行了状态监测，却忽略了分解层数与惩罚因子的全局寻优，蝗虫优化算法、多目标粒子群算法等已被用于问楹嫌呕；依怯呕，算法是一种模拟灰狼种群捕食行为机制和种群等级制度的智能元启发式优化算法，具有收敛性较强、设置参数较少和易实现等优点，但这