基于改进DMC的风力机智能叶片多目标襟翼控制

为研究尾缘襟翼在风力机主动降载和功率控制方面的效果,以NREL 5 MW参考风力机为研究对象,在改进FAST的带有尾缘襟翼的气弹仿真平台基础上,使用改进动态矩阵控制(DMC)方法,将独立襟翼控制器与集成襟翼控制器结合,提出DMC多目标襟翼控制策略。仿真结果表明,稳定风况及湍流风况下,独立襟翼控制器均能很好地降低叶根疲劳载荷;阶跃风况下与传统DMC控制器相比,使用改进DMC的集成襟翼控制器对叶轮功率的控制效果更好;湍流风况下与PID襟翼控制策略相比,DMC多目标襟翼控制策略有更好的控制效果,能使叶根弯矩标准差降低52.64%,叶轮功率标准差降低74.62%。     

风力机智能叶片气弹建模与主动控制仿真研究

为研究大型风力机智能叶片的气弹特性及尾缘襟翼对叶片形变和疲劳载荷的影响,以带有尾缘襟翼的NREL 5 MW参考风力机为研究对象,综合柔性叶片的旋转、重力、阻尼和气弹耦合等因素,建立了智能叶片多模态挥舞气弹模型,并与FAST平台进行仿真对比。基于LMS算法设计了尾缘襟翼主动控制器,在湍流风况下对叶尖偏移量进行控制仿真。结果表明:该气弹模型的准确度较高;尾缘襟翼主动控制方法可以有效减小叶尖偏移量波动并降低叶片疲劳载荷。     

基于x-LMS的智能叶片风力机复合主动降载控制方法

为研究大型风力机的主动降载控制方法,以NREL 5 MW参考风力机为研究对象,建立了具有尾缘襟翼的智能叶片风力机非定常气动模型,并分析其非定常气动性能。基于x-LMS分别对桨距角和尾缘襟翼角进行控制,提出将二者结合的复合主动降载控制方法,并分析了在不同风况下所提控制方法的控制效果。结果表明:所建模型可有效模拟出智能叶片风力机的非定常气动性能;所提控制方法可同时抑制高频与低频叶根挥舞弯矩波动,并显著降低叶片疲劳载荷,有利于风力机的稳定运行。     

风力机智能叶片非定常气动特性分析

为研究大型风力机智能叶片的非定常气动特性,以具有尾缘襟翼的NREL 5 MW参考风力机为研究对象,改进动态失速模型并修正动态尾流模型,建立风力机智能叶片的非定常气动模型。进而,通过仿真验证所建模型的准确性。最后,研究在不同尾缘襟翼角度下翼型升力系数、叶根挥舞弯矩和风力机功率的变化规律。结果表明,所建模型可较准确模拟翼型周围的非定常流动状态;尾缘襟翼可减小动态失速效应,有利于降低疲劳载荷、抑制功率波动。