01
风机叶片健康监测概述
叶片核心作用，常见失效模式（裂纹、雷击、腐蚀、分层），监测必要性
基础失效
02
数字孪生技术基础
五维模型（物理/虚拟/服务/数据/连接），风电应用价值
数字孪生概念
03
叶片监测传感器技术
加速度、应变片、声发射、光纤光栅；选型与安装
传感器硬件
04
数据采集与传输系统
PLC/DAQ/边缘网关，Modbus/OPC UA/MQTT，采样频率估算
数采协议
05
信号预处理与特征提取
时域/频域/时频分析：FFT、小波、STFT、功率谱密度
信号特征
06
叶片结构力学基础
玻璃钢/碳纤维，弯曲/扭转/离心力，模态分析
力学模态
07
有限元分析与仿真
ANSYS/Abaqus建模，网格划分，模态与谐响应
仿真FEA
08
数字孪生模型构建
几何/物理/行为/规则模型融合，模型降阶(ROM)，实时引擎
建模ROM
09
数据驱动模型
ML回归/分类/聚类，CNN/LSTM/Autoencoder
AI深度学习
10
混合模型方法
物理信息神经网络(PINN)，模型融合，迁移学习
PINN混合
11
裂纹检测与定位
振动/声发射裂纹检测，裂纹扩展预测
裂纹诊断
12
雷击损伤诊断
雷电流特征，雷击点定位，结构完整性评估
雷击损伤
13
腐蚀与分层检测
电化学阻抗、超声、热成像检测方法
腐蚀分层
14
结冰监测与除冰策略
结冰对气动影响，电容/光学传感器，除冰控制
结冰除冰
15
叶片不平衡诊断
质量/气动不平衡，振动诊断，配重调整
不平衡振动
16
疲劳寿命评估
S-N曲线，Miner累积损伤，雨流计数，变幅载荷
疲劳寿命
17
实时状态评估
健康指数(HI)，阈值报警，多参数融合
状态评估HI
18
剩余寿命预测
退化模型/数据驱动预测，不确定性量化
RUL预测
19
边缘计算与云端协同
TFLite/ONNX部署，边云架构，大数据分析
边缘云
20
可视化与数字孪生界面
Three.js/Unity，仪表盘，AR/VR运维
可视化3D
21
数据安全与隐私保护
工业安全协议，加密访问控制，联邦学习
安全隐私
22
标准与规范
ISO 10816，IEC 61400，GL认证
标准规范
23
案例研究：裂纹监测实战
从数据采集到预警全流程解析
案例裂纹
24
案例研究：雷击修复决策
数字孪生辅助维修方案制定
案例雷击
25
案例研究：海上结冰监测
结冰监测与除冰联动，冬季运维经验
案例海上
26
系统集成与部署
实验室到风场迁移，可靠性/冗余容错
部署集成
27
成本效益分析
投入产出比，减少非计划停机，运维优化
经济优化
28
未来趋势
AI大模型，自修复材料，智能叶片，标准化
前沿趋势
29
实战项目：振动监测系统
硬件选型+软件实现+数据展示
实战项目
30
课程总结与考核
核心回顾，常见答疑，考核项目要求
总结考核