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申请/专利权人：烟台哈尔滨工程大学研究院

摘要：本发明公开了一种风力涡轮机塔筒的应力分布重构方法及系统，属于风力涡轮机的结构健康监测技术领域，包括根据塔筒的具体结构和候选测点，使用模拟退火算法来优化塔筒上的传感器布局；将塔筒上的风电机组简化为一个质量点，在塔筒的质量点施加预定的静态载荷，得到塔筒的六个基础变形,并构建出正交基；使用优化后传感器收集到的结构应变数据和构建出的正交基来重构风力涡轮机塔筒的应力分布。本发明能够对风力涡轮机塔筒的结构进行健康监测，以提高其安全性和效率，同时能够显著减少所需的传感器数量，降低监测系统的整体成本。

主权项：1.一种风力涡轮机塔筒的应力分布重构方法，其特征在于，包括：根据塔筒的具体结构和候选测点，使用模拟退火算法来优化塔筒上的传感器布局；将塔筒上的风电机组简化为一个质量点，在塔筒的质量点施加预定的静态载荷，得到塔筒的六个基础变形,并构建出正交基；使用优化后传感器收集到的结构应变数据和构建出的正交基来重构风力涡轮机塔筒的应力分布；其中，所述根据塔筒的具体结构和候选测点，使用模拟退火算法来优化塔筒上的传感器布局，包括：设置模拟退火算法的初始温度、确定冷却率和指定算法的迭代步数；随机选择一个初始传感器布局作为起点执行模拟退火算法；在每一步迭代中，随机替换传感器位置以生成新的布局，并计算新传感器布局的条件数；根据条件数和当前温度决定是否接受新解，直至达到预设的最低温度或完成预定数量的迭代，以最终得到的新解作为最优解，确定优化后的传感器布局；所述根据条件数和当前温度决定是否接受新的布局，包括：如果新解的条件数低于当前解的条件数，新解被接受；如果新解的条件数不低于当前解的条件数，按照概率接受新解；其中，在新解的条件数不低于当前解的条件数时，接受新解的概率的表达式为： ；式中，为接受新解的概率；为后一个解的条件数；为当前解的条件数；为当前温度；所述使用优化后传感器收集到的结构应变数据和构建出的正交基来重构风力涡轮机塔筒的应力分布，包括：使用优化后传感器收集到的结构应变数据构建出应变测量矩阵；构建结构应变与正交基之间的线性映射关系，确定结构应变；根据胡克定律得出风力涡轮机塔筒的应力场；其中，结构应变与正交基之间的线性映射关系可表示为： ；式中，为所有自由度对应的结构应变；为所有自由度对应的结构应变正交基矩阵；为正交基组合系数；为自由度的数量；为正交基的数量。

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