CN114776535A - 风机塔的晃动监测方法及装置、存储介质、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风机塔的晃动监测方法及装置、存储介质、电子设备，其中，该方法包括：获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。通过本发明，解决了相关技术中监测风机塔的晃动误差大的技术问题，降低了风机塔的晃动监测误差，可以精确得到风机塔的晃动位移时程曲线。

Description

风机塔的晃动监测方法及装置、存储介质、电子设备

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体而言，涉及一种风机塔的晃动监测方法及装置、存储介质、电子设备。

背景技术

相关技术中，海上风机塔的晃动位移是安全监测与评估的重要参量。

在相关技术中，除了人眼观测之外，还可以采用以下方式进行监测，例如，GPS/北斗卫星测量法：两者都是基于定位进行，且测量精度通常有厘米甚至几公里级别，通常出现这么大范围已经较为严重了。激光测量法：精度达到毫米，但是需要在被测对象附近找到静态的设备安装点（海上基本没有可提供安装点），且容易受天气影响。视频技术测量法：主要通过高性能摄像头抓拍，然后通过图像分析，在海上需要的成本较高，且视觉给出的误差较高，且无法存储长时间的数据，效果较差。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种风机塔的晃动监测方法及装置、存储介质、电子设备。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种风机塔的晃动监测方法，包括：获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。

进一步，采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移包括：获取第一倾角仪实时采集的塔筒顶部的倾斜值，以及获取第二倾角仪实时采集的塔筒中间的倾斜值，其中，所述第一高程段为所述风机塔的塔筒顶部至塔筒中间之间的高程段，所述第一倾角仪装配在所述塔筒顶部，所述第二倾角仪装配在所述塔筒中间；采用至少三个倾斜值拟合生成所述第一高程段的斜率曲线；根据所述斜率曲线计算所述第一晃动位移。

进一步，采用至少三个倾斜值拟合生成所述第一高程段的斜率曲线包括：获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第一时间采集的第一倾斜值组，以及获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第二时间采集的第二倾斜值组，获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第三时间采集的第三倾斜值组；在所述第一倾斜值组中选择最大的第一倾斜值，在所述第二倾斜值组中选择最大的第二倾斜值，在所述第三倾斜值组中选择最大的第三倾斜值；采用所述第一倾斜值，所述第二倾斜值，以及所述第三倾斜值基于最小二乘法拟合生成所述风机塔在监测周期的斜率曲线函数f(x)：f(x)=a₀+a₁x+a₂x²，其中，f(x)代表倾斜值，x代表时间，所述监测周期包括所述第一时间，所述第二时间，所述第三时间。

进一步，根据所述斜率曲线计算所述第一晃动位移包括：确定所述风机塔的监测周期；以所述监测周期为最小积分步长d_x，采用以下公式计算所述风机塔在第n个时间段产生的晃动位移S_n：

，其中，T1，T2分别为所述第n个时间段的起始时间和终止时间，n为正整数。

进一步，采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移包括：实时获取低频振动位移传感器在第m个时间段采集的电压信号序列，其中，所述低频振动位移传感器装配在所述风机塔的底部；在所述电压信号序列中选择电压峰值；将所述电压峰值转换为位移量，并将所述位移量确定为所述风机塔在所述第m个时间段内的晃动位移，m为正整数。

进一步，采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移包括：计算所述第一晃动位移和所述第二晃动位移之间的夹角；判断所述夹角是否小于预设角度；若所述夹角小于预设角度，将所述第一晃动位移和所述第二晃动位移中的最大值确定为所述风机塔的晃动总位移；若所述夹角大于或等于预设角度，将所述第一晃动位移与所述第二晃动位移的和确定为所述风机塔的晃动总位移。

进一步， 在采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移之后，所述方法还包括：获取所述风机塔在历史时间的发生的历史晃动移位；计算所述晃动总位移与所述历史晃动移位之间的晃动偏差；通过所述晃动偏差与所述历史晃动移位的比值计算偏离度，并基于所述偏离度生成对应级别的报警信号和报警频率，其中，所述报警频率与所述偏离度呈正相关；基于所述报警频率发送所述报警信号。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种风机塔的晃动监测装置，包括：第一获取模块，用于获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；第一计算模块，用于采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；第二计算模块，用于采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。

进一步，所述第一计算模块包括：第一获取单元，用于获取第一倾角仪实时采集的塔筒顶部的倾斜值，以及获取第二倾角仪实时采集的塔筒中间的倾斜值，其中，所述第一高程段为所述风机塔的塔筒顶部至塔筒中间之间的高程段，所述第一倾角仪装配在所述塔筒顶部，所述第二倾角仪装配在所述塔筒中间；生成单元，用于采用至少三个倾斜值拟合生成所述第一高程段的斜率曲线；计算单元，用于根据所述斜率曲线计算所述第一晃动位移。

进一步，所述生成单元包括：获取子单元，用于获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第一时间采集的第一倾斜值组，以及获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第二时间采集的第二倾斜值组，获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第三时间采集的第三倾斜值组；选择子单元，用于在所述第一倾斜值组中选择最大的第一倾斜值，在所述第二倾斜值组中选择最大的第二倾斜值，在所述第三倾斜值组中选择最大的第三倾斜值；生成子单元，用于采用所述第一倾斜值，所述第二倾斜值，以及所述第三倾斜值基于最小二乘法拟合生成所述风机塔在监测周期的斜率曲线函数f(x)：f(x)=a₀+a₁x+a₂x²，其中，f(x)代表倾斜值，x代表时间，所述监测周期包括所述第一时间，所述第二时间，所述第三时间。

进一步，所述计算单元包括：确定子单元，用于确定所述风机塔的监测周期；计算子单元，用于以所述监测周期为最小积分步长d_x，采用以下公式计算所述风机塔在第n个时间段产生的晃动位移S_n：

，其中，T1，T2分别为所述第n个时间段的起始时间和终止时间，n为正整数。

进一步，所述第一计算模块包括：第二获取单元，用于实时获取低频振动位移传感器在第m个时间段采集的电压信号序列；选择单元，用于在所述电压信号序列中选择电压峰值；处理单元，用于将所述电压峰值转换为位移量，并将所述位移量确定为所述风机塔在所述第m个时间段内的晃动位移，m为正整数。

进一步，所述第二计算模块包括：计算单元，用于计算所述第一晃动位移和所述第二晃动位移之间的夹角；判断单元，用于判断所述夹角是否小于预设角度；确定单元，用于若所述夹角小于预设角度，将所述第一晃动位移和所述第二晃动位移中的最大值确定为所述风机塔的晃动总位移；若所述夹角大于或等于预设角度，将所述第一晃动位移与所述第二晃动位移的和确定为所述风机塔的晃动总位移。

进一步，所述装置还包括：第二获取模块，用于在所述第二计算模块采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移之后，获取所述风机塔在历史时间的发生的历史晃动移位；第三计算模块，用于计算所述晃动总位移与所述历史晃动移位之间的晃动偏差；生成模块，用于通过所述晃动偏差与所述历史晃动移位的比值计算偏离度，并基于所述偏离度生成对应级别的报警信号和报警频率，其中，所述报警频率与所述偏离度呈正相关；发送模块，用于基于所述报警频率发送所述报警信号。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，程序运行时执行上述的步骤。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行上述方法中的步骤。

本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法中的步骤。

通过本发明，获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，风机塔在不同高程的晃动频率不同；采用第一高程段的位移参数计算风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算风机塔的第二晃动位移，其中，第一高程段高于第二高程；采用第一晃动位移和第二晃动位移计算风机塔的晃动总位移，通过在风机塔的多个高程位置获取位移参数，并融合计算风机塔的晃动总位移，解决了相关技术中监测风机塔的晃动误差大的技术问题，降低了风机塔的晃动监测误差，可以精确得到风机塔的晃动位移时程曲线。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的一种计算机的硬件结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种风机塔的晃动监测方法的流程图；

图3是本发明实施例中针对风机塔的监测示意图；

图4是本发明实施例中风机塔的晃动示意图；

图5是根据本发明实施例的一种风机塔的晃动监测装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本申请实施例一所提供的方法实施例可以在服务器、计算机、工控机，机台或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机上为例，图1是本发明实施例的一种计算机的硬件结构框图。如图1所示，计算机10可以包括一个或多个（图1中仅示出一个）处理器102（处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置）和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机的结构造成限定。例如，计算机10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种风机塔的晃动监测方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种风机塔的晃动监测方法，图2是根据本发明实施例的一种风机塔的晃动监测方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，风机塔在不同高程的晃动频率不同；

风机塔在工作时，受到低频率的风荷载，潮流荷载，叶片等效作用力荷载等影响，同时还受到环境风，底部桩基等的影响，不同的外界因素可能影响风机塔的不同位置，进而造成不同频率，不同幅度的晃动。

本实施例通过在风机塔的多个高程位置获取位移参数，可以实现对风机塔的全身监测，使得晃动监测更加全面和准确。

步骤S204，采用第一高程段的位移参数计算风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算风机塔的第二晃动位移，其中，第一高程段高于第二高程；

步骤S206，采用第一晃动位移和第二晃动位移计算风机塔的晃动总位移。

通过上述步骤，获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，风机塔在不同高程的晃动频率不同；采用第一高程段的位移参数计算风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算风机塔的第二晃动位移，其中，第一高程段高于第二高程；采用第一晃动位移和第二晃动位移计算风机塔的晃动总位移，通过在风机塔的多个高程位置获取位移参数，并融合计算风机塔的晃动总位移，解决了相关技术中监测风机塔的晃动误差大的技术问题，降低了风机塔的晃动监测误差，可以精确得到风机塔的晃动位移时程曲线。

图3是本发明实施例中针对风机塔的监测示意图，设置了三个监测位置，分别在塔筒顶部，塔筒中间和塔筒底部，其中，塔筒顶部，塔筒中间装配倾角仪，可以是双向动态倾角仪，四向动态倾角仪，塔筒底部装配低频振动位移输传感器。在风机塔上还可以装配动态数据采集设备，用于采集倾角仪和低频振动位移输传感器感应的数据，并传输至监测终端。

风机塔晃动时的频谱基本上介于0.15Hz~0.4Hz，为了让频率监测更加准确和全面，将其晃动位移信号频率扩大到0~5Hz范围内，在范围内可更加精准。将晃动频率分为两种：0~0.1Hz和0.1Hz~5Hz，其中，0~0.1Hz采用倾角法测量（低通滤波后有效频带为0~0.1Hz）；0.1Hz~5H通过低频振动位移传感器测量，从而得到风机塔在不同高程和不同晃动频率的移动参数。

在本实施例的一个实施方式中，采用第一高程段的位移参数计算风机塔的第一晃动位移包括：

S11，获取第一倾角仪实时采集的塔筒顶部的倾斜值，以及获取第二倾角仪实时采集的塔筒中间的倾斜值，其中，第一高程段为风机塔的塔筒顶部至塔筒中间之间的高程段，第一倾角仪装配在塔筒顶部，第二倾角仪装配在塔筒中间；

S12，采用至少三个倾斜值拟合生成第一高程段的斜率曲线；

在一些示例中，采用至少三个倾斜值拟合生成第一高程段的斜率曲线包括：获取第一倾角仪和第二倾角仪在第一时间采集的第一倾斜值组，以及获取第一倾角仪和第二倾角仪在第二时间采集的第二倾斜值组，获取第一倾角仪和第二倾角仪在第三时间采集的第三倾斜值组；在第一倾斜值组中选择最大的第一倾斜值，在第二倾斜值组中选择最大的第二倾斜值，在第三倾斜值组中选择最大的第三倾斜值；采用第一倾斜值，第二倾斜值，以及第三倾斜值基于最小二乘法拟合生成风机塔在监测周期的斜率曲线函数f(x)：f(x)=a₀+a₁x+a₂x²，其中，f(x)代表倾斜值，x代表时间，监测周期包括第一时间，第二时间，第三时间。

基于3个测点的倾斜值进行塔筒斜率曲线拟合，假设f（x）为塔筒各位置的斜率曲线函数，且定义此函数为二次函数：f(x)=a₀+a₁x+a₂x²，该公式为斜率公式，目的是为了绘制斜率曲线；然后基于三个测点的实测斜率值对此函数进行最小二次方程求得最优的3个常量值，通过最小二乘法，可以将斜率曲线进行拟合，将a₀、a₁、a₂常量数值求出来，最后只要知道了时间，即可将倾斜值求出来。

S13，根据斜率曲线计算第一晃动位移。

在一些示例中，根据斜率曲线计算第一晃动位移包括：确定风机塔的监测周期；以监测周期为最小积分步长d_x，采用以下公式计算风机塔在第n个时间段产生的晃动位移S_n：

，其中，T1，T2分别为第n个时间段的起始时间和终止时间，n为正整数。

通过上面的公式，继续求得塔筒中上部具体的位移数据，则是通过微积分进行。接着对斜率曲线函数进行积分得到塔筒中上部的位移值。

假设每个时间段为5S，第一个时间段S₁的起始时间和终止时间分别为0S和5S，其位移为S1，则：

；

最后不断重复计算每个监测周期的斜率曲线函和对应监测周期的晃动位移，得到塔筒在全程的位移数组：D1=[S₁, S₂,... S_N]；N为采集到的数据长度。

本实施例通过重复计算每个监测周期的斜率曲线函和对应监测周期的晃动位移，并且根据外观的环境调整监测周期的长度，例如，外部环境恶劣，对风机塔的外界影响因素较多时，设置较短的监测周期，在无风天气且风机塔的内部负荷较低时设置相对较长的监测周期。

在本实施例的一个实施方式中，采用第二高程的位移参数计算风机塔的第二晃动位移包括：实时获取低频振动位移传感器在第m个时间段采集的电压信号序列，其中，低频振动位移传感器装配在风机塔的底部；在电压信号序列中选择电压峰值；将电压峰值转换为位移量，并将位移量确定为风机塔在第m个时间段内的晃动位移，m为正整数。

在计算倾角仪的第一晃动位移的同时，计算振动位移传感器输出的全程位移数组为：B1=[b₁,b₂,...b_N]，N为采集到的数据长度，每个时间段对应一个监测周期，与上述第一晃动位移的监测周期相同且同步。

本实施例通过在监测周期的电压信号序列中选择电压峰值，可以监控到该监测周期内变化的最大位移量，并通过模拟信号到数字信号的转换，将电压峰值转换为位移量，循环执行上述步骤，即可得到全程的位移数组。

在本实施例中，采用第一晃动位移和第二晃动位移计算风机塔的晃动总位移包括：计算第一晃动位移和第二晃动位移之间的夹角；判断所述夹角是否小于预设角度；若夹角小于预设角度，将第一晃动位移和第二晃动位移中的最大值确定为风机塔的晃动总位移；若夹角大于或等于预设角度，将第一晃动位移与第二晃动位移的和确定为风机塔的晃动总位移。

最后进行结合，例如第一晃动位移和第二晃动位移相加，则塔筒晃动位移数组为：C1=[s₁+d₁,s₂+d₂,...s_n+d_n]。

在风机塔受到的外用力来自多个方向时，可能会导致风机塔摇摆晃动，导致上下晃动的方向不一致，如果外用力单一，则风机塔会超同一个走向晃动，上下的晃动移位的方向相同，在一个示例中，预设角度为90°，若第一晃动位移和第二晃动位移的夹角大于90°，则风机塔的上下在超不同的方向摇摆，晃动移位较大。只得到塔筒顶部的位移数据是不够的，所以还需要塔筒底部晃动的位移数据，两者结合，才是塔筒的真实位移数据，才能最终反应出风机塔的真实晃动状态。图4是本发明实施例中风机塔的晃动示意图，正常状态下，风机塔是直立的，当风机塔整体超某一个方向晃动时，为单向晃动状态，当风机塔的上下部位向不同的方向摇摆时，为双向晃动状态。

在本实施例的一个实例中，还可以进一步监测第一晃动位移的移位方向（前后左右），若第一晃动位移在连续P个监测周期内均为同一移位方向，P为预设值，可以基于监测周期和晃动频率设置，或者在多个监测周期内朝第一移位方向的第一晃动位移与朝第二移位方向的第一晃动位移的差值大于预设阈值，第一位移方向与第二位移方向相反，则触发报警，如果在长时间内超一个方向晃动，或者是超某个方向的晃动次数明显多于相反方向的晃动次数，则可能是受到了较大的单向外力干预。

可选的， 在采用第一晃动位移和第二晃动位移计算风机塔的晃动总位移之后，还包括：获取风机塔在历史时间的发生的历史晃动移位；计算晃动总位移与历史晃动移位之间的晃动偏差；通过晃动偏差与历史晃动移位的比值计算偏离度，并基于偏离度生成对应级别的报警信号和报警频率，其中，报警频率与偏离度呈正相关；基于报警频率发送报警信号。

基于历史数据，进行位移数据对比，当发生偏差时，则在软件产生告警；例如，偏离度超过10%时，进行简单报警，随着梯度加深，报警等级加深；对该触发报警数据提供输入和修改，可根据业务需求进行不同的调整。最后通过展示原始位移数据，且通过折线图展示在用户界面中，提供用户查看。针对不同的报警，系统有站内信，同时按照偏离度会有不同的提示效果，如严重等级，会每20分钟提醒一次；普通等级的，会在3天提醒1次；通知等级的，会在1周提醒1次。

采用本实施例的方案，把倾角测量法和低频振动位移传感器测量法融合到一套同步采集系统，设计了一种信号拟合叠加数字模型，把两种测量方法的两条位移时程曲线同步叠加成一条位移时程曲线，精确得到海上风机塔的晃动位移时程曲线。两者信号同步结合成为塔筒观测高程的晃动位移时程曲线，只得到塔顶的位移数据是不够的，还需要中间和底部的低频位移数据才可以更加精确。最后通过软件的用户界面进行告警设置与告警分析，让工作人员可远程进行分析。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种风机塔的晃动监测装置，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图5是根据本发明实施例的一种风机塔的晃动监测装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：第一获取模块50，第一计算模块52，第二计算模块54，其中，

第一获取模块50，用于获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；

第一计算模块52，用于采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；

第二计算模块54，用于采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。

可选的，所述第一计算模块包括：第一获取单元，用于获取第一倾角仪实时采集的塔筒顶部的倾斜值，以及获取第二倾角仪实时采集的塔筒中间的倾斜值，其中，所述第一高程段为所述风机塔的塔筒顶部至塔筒中间之间的高程段，所述第一倾角仪装配在所述塔筒顶部，所述第二倾角仪装配在所述塔筒中间；生成单元，用于采用至少三个倾斜值拟合生成所述第一高程段的斜率曲线；计算单元，用于根据所述斜率曲线计算所述第一晃动位移。

可选的，所述生成单元包括：获取子单元，用于获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第一时间采集的第一倾斜值组，以及获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第二时间采集的第二倾斜值组，获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第三时间采集的第三倾斜值组；选择子单元，用于在所述第一倾斜值组中选择最大的第一倾斜值，在所述第二倾斜值组中选择最大的第二倾斜值，在所述第三倾斜值组中选择最大的第三倾斜值；生成子单元，用于采用所述第一倾斜值，所述第二倾斜值，以及所述第三倾斜值基于最小二乘法拟合生成所述风机塔在监测周期的斜率曲线函数f(x)：f(x)=a₀+a₁x+a₂x²，其中，f(x)代表倾斜值，x代表时间，所述监测周期包括所述第一时间，所述第二时间，所述第三时间。

可选的，所述计算单元包括：确定子单元，用于确定所述风机塔的监测周期；计算子单元，用于以所述监测周期为最小积分步长d_x，采用以下公式计算所述风机塔在第n个时间段产生的晃动位移S_n：

，其中，T1，T2分别为所述第n个时间段的起始时间和终止时间，n为正整数。

可选的，所述第一计算模块包括：第二获取单元，用于实时获取低频振动位移传感器在第m个时间段采集的电压信号序列；选择单元，用于在所述电压信号序列中选择电压峰值；处理单元，用于将所述电压峰值转换为位移量，并将所述位移量确定为所述风机塔在所述第m个时间段内的晃动位移，m为正整数。

可选的，所述第二计算模块包括：计算单元，用于计算所述第一晃动位移和所述第二晃动位移之间的夹角；判断单元，用于判断所述夹角是否小于预设角度；确定单元，用于若所述夹角小于预设角度，将所述第一晃动位移和所述第二晃动位移中的最大值确定为所述风机塔的晃动总位移；若所述夹角大于或等于预设角度，将所述第一晃动位移与所述第二晃动位移的和确定为所述风机塔的晃动总位移。

可选的，所述装置还包括：第二获取模块，用于在所述第二计算模块采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移之后，获取所述风机塔在历史时间的发生的历史晃动移位；第三计算模块，用于计算所述晃动总位移与所述历史晃动移位之间的晃动偏差；生成模块，用于通过所述晃动偏差与所述历史晃动移位的比值计算偏离度，并基于所述偏离度生成对应级别的报警信号和报警频率，其中，所述报警频率与所述偏离度呈正相关；发送模块，用于基于所述报警频率发送所述报警信号。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；

S2，采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；

S3，采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称为RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；

S2，采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；

S3，采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种风机塔的晃动监测方法，其特征在于，包括：

获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；

采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；

采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移包括：

获取第一倾角仪实时采集的塔筒顶部的倾斜值，以及获取第二倾角仪实时采集的塔筒中间的倾斜值，其中，所述第一高程段为所述风机塔的塔筒顶部至塔筒中间之间的高程段，所述第一倾角仪装配在所述塔筒顶部，所述第二倾角仪装配在所述塔筒中间；

采用至少三个倾斜值拟合生成所述第一高程段的斜率曲线；

根据所述斜率曲线计算所述第一晃动位移。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用至少三个倾斜值拟合生成所述第一高程段的斜率曲线包括：

获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第一时间采集的第一倾斜值组，以及获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第二时间采集的第二倾斜值组，获取所述第一倾角仪和所述第二倾角仪在第三时间采集的第三倾斜值组；

在所述第一倾斜值组中选择最大的第一倾斜值，在所述第二倾斜值组中选择最大的第二倾斜值，在所述第三倾斜值组中选择最大的第三倾斜值；

采用所述第一倾斜值，所述第二倾斜值，以及所述第三倾斜值基于最小二乘法拟合生成所述风机塔在监测周期的斜率曲线函数f(x)：

f(x)=a₀+a₁x+a₂x²，其中，f(x)代表倾斜值，x代表时间，所述监测周期包括所述第一时间，所述第二时间，所述第三时间，a₀，a₁，a₂均为常数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述斜率曲线计算所述第一晃动位移包括：

确定所述风机塔的监测周期；

以所述监测周期为最小积分步长d_x，采用以下公式计算所述风机塔在第n个时间段产生的晃动位移S_n：

，其中，T1，T2分别为所述第n个时间段的起始时间和终止时间，n为正整数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移包括：

实时获取低频振动位移传感器在第m个时间段采集的电压信号序列，其中，所述低频振动位移传感器装配在所述风机塔的底部；

在所述电压信号序列中选择电压峰值；

将所述电压峰值转换为位移量，并将所述位移量确定为所述风机塔在所述第m个时间段内的晃动位移，m为正整数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移包括：

计算所述第一晃动位移和所述第二晃动位移之间的夹角；

判断所述夹角是否小于预设角度；

若所述夹角小于预设角度，将所述第一晃动位移和所述第二晃动位移中的最大值确定为所述风机塔的晃动总位移；若所述夹角大于或等于预设角度，将所述第一晃动位移与所述第二晃动位移的和确定为所述风机塔的晃动总位移。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 在采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移之后，所述方法还包括：

获取所述风机塔在历史时间的发生的历史晃动移位；

计算所述晃动总位移与所述历史晃动移位之间的晃动偏差；

通过所述晃动偏差与所述历史晃动移位的比值计算偏离度，并基于所述偏离度生成对应级别的报警信号和报警频率，其中，所述报警频率与所述偏离度呈正相关；

基于所述报警频率发送所述报警信号。

8.一种风机塔的晃动监测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取风机塔在多个高程位置的多组位移参数，其中，每个高程位置对应一组移位参数，所述风机塔在不同高程的晃动频率不同；

第一计算模块，用于采用第一高程段的位移参数计算所述风机塔的第一晃动位移，以及采用第二高程的位移参数计算所述风机塔的第二晃动位移，其中，所述第一高程段高于所述第二高程；

第二计算模块，用于采用所述第一晃动位移和所述第二晃动位移计算所述风机塔的晃动总位移。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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