馬格努斯風(fēng)力機(jī)低風(fēng)速下的自適應(yīng)轉(zhuǎn)速跟蹤控制.pdf

1、與傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)相比，馬格努斯風(fēng)力機(jī)在低風(fēng)區(qū)域表現(xiàn)出了良好的風(fēng)能捕獲效率，因此有著廣闊的發(fā)展空間。本文使用自適應(yīng)方法對(duì)馬格努斯風(fēng)力機(jī)在低風(fēng)區(qū)域的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，捕獲更多風(fēng)能。具體內(nèi)容包括：
　　首先，對(duì)現(xiàn)階段兩種計(jì)算馬格努斯功風(fēng)力機(jī)率特性的方法進(jìn)行了對(duì)比。其中，通過葉素理論基于動(dòng)量定理推導(dǎo)出的功率特性公式相對(duì)于傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式更為準(zhǔn)確，但其存在一定的取值盲區(qū)。通過討論與計(jì)算，對(duì)于軸向誘導(dǎo)因子a>0.368的情況，

2、參考傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)的修正推力系數(shù)，根據(jù)葉素理論對(duì)圓柱槳葉的速度及受力進(jìn)行了分析，并對(duì)馬格努斯風(fēng)力機(jī)的各項(xiàng)功率特性進(jìn)行了修正。
　　其次，基于修正后的結(jié)果，對(duì)影響馬格努斯風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用系數(shù)的因素進(jìn)行了對(duì)比與討論，在最優(yōu)的風(fēng)能利用系數(shù)下得到一系列最優(yōu)葉尖速比和旋轉(zhuǎn)速比值，為后文提供了仿真控制的參考量。
　　再次，參考自適應(yīng)擾動(dòng)跟蹤控制(adaptive disturbance tracking control)方法，設(shè)定最優(yōu)葉尖速比

3、與風(fēng)力機(jī)工況中的葉尖速比之差為系統(tǒng)誤差輸出，在風(fēng)力機(jī)簡化的動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)力機(jī)的控制模型進(jìn)行了正實(shí)性的分析。結(jié)果表明在馬格努斯風(fēng)力機(jī)的正常工況下，存在一個(gè)特定參數(shù)使得系統(tǒng)幾乎嚴(yán)格正實(shí)(almost strictly positive real)，即可達(dá)到在Lyapunov意義下的穩(wěn)定性。
　　最后，基于simulink/matlab平臺(tái)對(duì)葉片數(shù)目為6，展徑比為10的馬格努斯水平軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了仿真分析。其中，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速及葉尖速