机理与数据融合的风电机组传动链动力学建模与动态响应预测

来源：振动与冲击杂志2025年第23期北京时间：

作者：宋姿颖, 孙述鹏shpsun@sdu, 李国英, 付德义

单位：1.山东大学土建与水利学院， 济南250061；2.中国电力科学研究院有限公司可再生能源并网全国重点实验室， 北京100192

摘要：针对大型风电机组预测性维护对传动链动态响应快速预报的需求，开展了机理与数据融合的风电机组传动链动力学建模与动态响应预测研究。考虑传动链各部件的拓扑关系，建立传动链多刚体纯扭转动力学机理模型，基于非迭代子空间方法（NIS）与量子粒子群优化（QPSO）算法，实现历史数据驱动的模型参数离线辨识，结合堆叠自编码器（SAE）与长短期记忆（LSTM）网络进行实时运行数据驱动的在线动态补偿。进一步，基于分段自回归外生（PWARX）气动模型与K-means聚类算法，获取全工况运行数据集，实现了风电机组传动链全工况动态响应预测。结果表明，机理与数据融合建模，有效平衡了机理模型复杂度高与数据驱动模型物理可解释性差的矛盾，动态响应预测结果与实测结果一致性好。<br>

关键词：机理与数据融合；风电机组传动链；动态响应预测；动力学建模