风力发电机叶片风致振动的半主动控制研究的开题报告.docx

风力发电机叶片风致振动的半主动控制研究的开题报告
一、选题背景和研究意义
风能作为新型能源的一种，拥有很大的发展前景。而风力发电机则是将风能转化为电能的一种重要设备。然而，由于叶片长期暴露于自然环境中，面对复杂的风场和气候条件，产生的结构振动都会对其运行稳定性和安全性产生不利影响，尤其是叶片风致振动。因此，如何控制叶片振动，提高发电机的可靠性和可持续性，成为了风力发电机领域急需研究的问题。
半主动控制技术，是指根据叶片振动信号实时调节有阻尼控制装置的控制力，使得阻尼控制器能够在不影响力矩产生的情况下，通过改变控制力、控制叶片振动，以达到叶片振动最小的目的。该技术与机械阻尼器相比，在适应性、控制精度、调节速度等方面均有很大优势。
因此，开展叶片风致振动的半主动控制研究，不仅有助于提高风力发电机的可靠性和可持续性，也具有很高的理论和应用价值。
二、研究内容
本课题旨在研究风力发电机叶片风致振动的半主动控制技术，通过理论分析、实验研究等方法来探究如何控制叶片的振动。
1.风力发电机叶片振动分析
通过分析叶片振动的特点和影响因素，建立数学模型，探究影响叶片振动的主要因素。
2.半主动控制系统设计
根据叶片振动模型，设计和开发相应的半主动控制系统，包括传感器、执行器、控制器等组成部分。
3.半主动控制系统实验验证
建立叶片振动实验台，对设计的半主动控制系统进行实验和验证，分析控制器对叶片振动的影响效果。
4.结果分析与优化
根据实验结果对半主动控制系统进行分析和优化，进一步提高其控制精度和适应性。
三、研究方法
1.理论分析法
通过对风力发电机叶片振动的分析，建立数学模型，从理论上探究叶片振动的特点和影响因素。
2.实验研究法
采用叶片振动实验台对半主动控制系统进行实验验证，通过实验研究，分析并验证半主动控制系统的控制效果及其适应性。
3.数值仿真法
利用数值仿真软件对半主动控制系统进行仿真验证，比较仿真结果与实验结果的一致性和差异性。
四、预期结果
1.建立风力发电机叶片振动的数学模型，探究叶片振动的主要影响因素。
2.实现对叶片振动的半主动控制，探究控制效果及其适应性。
3.对半主动控制系统进行优化，提高其控制精度和适应性。
四、主要参考文献
[1]薛行,杨凯,李亚军等.智能叶片阻尼控制风电机组的抗风能力分析[J].中国电机工程学报,2015,35(6):1538-1546.
[2]谢聪,冯建明,贾晓博等.基于半主动控制的风力发电机叶片振动研究[J].机械设计与制造,2017,10:200-203.
[3]李春,阎桂红.利用PID自整定控制算法来控制风力发电机的转速[J].中国电机工程学报,2008,28(17):16-21.