風(fēng)電葉片兩點(diǎn)疲勞加載耦合系統(tǒng)解耦控制研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行風(fēng)電葉片疲勞測(cè)試主要采用單點(diǎn)加載，由于該方法存在彎矩分布精度誤差大、驅(qū)動(dòng)力不足的缺點(diǎn)，因此本文采用兩點(diǎn)疲勞加載方法。兩點(diǎn)加載時(shí)，由于在葉片延展向存在一定的扭轉(zhuǎn)角度，導(dǎo)致兩加載源與葉片的聯(lián)振不在同一平面，從而構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的非線性強(qiáng)耦合系統(tǒng)。為提高疲勞測(cè)試精度，必須研究該耦合效應(yīng)對(duì)兩加載源與葉片形成共振造成的影響，同時(shí)探索一種同步控制策略減小該耦合效應(yīng)的影響。由此，本文的主要研究成果如下：
　　首先，通過(guò)對(duì)兩點(diǎn)疲勞加載

2、系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真建模，仿真耦合效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響。結(jié)合三相異步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程，采用拉格朗日方程建模法建立兩點(diǎn)疲勞加載系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建 Simulink動(dòng)態(tài)仿真模型，并在一定仿真參數(shù)下進(jìn)行仿真試驗(yàn)，仿真結(jié)果表明耦合效應(yīng)影響兩加載源的轉(zhuǎn)速同步以及相位同步，使系統(tǒng)難以達(dá)到共振狀態(tài)。
　　其次，為了消除耦合效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響，分別制定了轉(zhuǎn)速同步控制方案和相位同步控制方案，并設(shè)計(jì)了控制算法。轉(zhuǎn)

3、速同步采用基于參考轉(zhuǎn)速下同步誤差反饋的并行轉(zhuǎn)速同步控制方案，滑模變結(jié)構(gòu)跟隨誤差同步控制算法和基于PID控制的同步誤差控制算法分別用來(lái)減小兩加載源的跟隨誤差和同步誤差，并利用李雅普諾夫函數(shù)對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)跟隨誤差同步控制算法進(jìn)行了穩(wěn)定性分析；相位同步選用基于虛擬主軸法的相位同步控制方案，采用“虛擬加載源-誤差分段智能控制”算法，該算法結(jié)合了PID控制和模糊控制的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)的控制精度高，魯棒性好。將上述算法加入第二章構(gòu)建的仿真模型中，并進(jìn)行仿真

4、試驗(yàn)，仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速同步以及相位控制算法解耦效果好。
　　為了驗(yàn)證耦合效應(yīng)的影響以及解耦算法的有效性，搭建一套LZ37.5-1.5MW風(fēng)電葉片兩點(diǎn)疲勞加載試驗(yàn)平臺(tái)。分別進(jìn)行無(wú)控制自然狀態(tài)和解耦算法控制下的疲勞試驗(yàn)，無(wú)控制自然狀態(tài)下的試驗(yàn)結(jié)果與第二章仿真結(jié)果一致，從而驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型與仿真模型的正確性；解耦算法控制下的試驗(yàn)結(jié)果與第三章的仿真結(jié)果一致，驗(yàn)證了同步控制算法具有良好的解耦效果，可保證兩加載源轉(zhuǎn)速同步及相位同步，從而使