随着社会发展，人们的能源需求在不断增加，同时人类也更加注重清洁可再生能源的开发与利用，风力发电量占总发电量的比例不断增加。运行在我国风力资源丰富的“三北”地区的风力机组，冬季结冰是一种普遍现象。风力机叶片结冰不但影响风力发电机组的安全运行，而且影响机组的出力，降低风力机组的能量转换效率。因此，风电机组桨叶的防冰与除冰技术研究目前已经成为本领域的热点研究问题。本文对已有的覆冰检测方法进行分析说明，提出将曲率模态分析方法用于风力机叶片覆冰检测。在曲率模态理论和差分法基础上，研究得到一种应用于风力机叶片覆冰检测的方法与技术。本文定义出了叶片覆冰状态参数，包括覆冰区域起点参数、覆冰区域长度参数和覆冰厚度参数，从而构建起描述叶片覆冰状态的模型。建立1.12m长的风力机叶片三维实体模型，应用ANSYS有限元软件对叶片模型在覆冰前后进行模态分析，得到前6阶固有频率和振型,比较风力机叶片覆冰前后动力学特性的变化。叶片根部区域覆冰后，叶片结构以刚度增加为主，故固有频率升高。叶片叶尖区域覆冰后，叶片结构以质量分布变化为主，导致固有频率下降。所以，根据频率变化率的不同，能够在一定程度上对不同覆冰情况下叶片覆冰位置和厚度参数进行判断。本文以1.2m模拟风力机叶片为覆冰振动测试实验对象，利用人工环境实验室和模态分析系统建立风力机叶片覆冰振动测试实验台。叶片在不同覆冰状态运用振动检测方法进行模态分析，得到了相关模态参数，实验获得的叶片覆冰后结构频率变化与仿真模拟结果相吻合。本文分别定义用于诊断风力机叶片覆冰程度和覆冰位置的指标,叶片覆冰位置通过覆冰位置指标曲线识别。研究结果表明：一阶挥舞振型数据计算覆冰位置特征值曲线不能有效诊断叶尖部分覆冰状态，三阶挥舞振型数据计算的覆冰特征值曲线只能诊断叶尖部分覆冰状态，覆冰程度的特征值与叶片覆冰厚度成比例关系，以上所有证明了本文所述风力机叶片覆冰诊断方法的正确性与可行性。本文开发了一套风力机叶片覆冰状态监测系统，并在叶片覆冰振动检测实验中运用风力机叶片覆冰状态监测系统对叶片覆冰状态进行判断，系统诊断出的叶片覆冰状态与实际状态基本吻合。本文研究在一定程度上推进和丰富了立风力机叶片覆冰诊断技术的理论和方法，研究结果在本领域内具有一定的现实意义和参考价值。