通过在多叶坐标变换中引入方位角偏移实现独立变桨控制解耦的分析与优化
系统与控制
2018-08-29 v1
摘要
随着风力机转子直径增大的趋势，减轻叶片疲劳载荷对于延长机组寿命尤为关键。疲劳载荷的降低可部分通过所谓多叶坐标（MBC）变换实现的独立变桨控制（IPC）来完成。该操作将叶片载荷信号变换并在偏航与俯仰轴上解耦。然而在实际场景中，所得变换系统仍表现出轴间耦合，从而需要更先进的多元输入多元输出（MIMO）控制架构。本文提出一种新颖的分析与设计框架，通过在逆 MBC 变换中引入方位角偏移来解耦非旋转轴，从而能够应用简单的单输入单输出（SISO）控制器。通过在频域表示中引入方位角偏移给出了详尽分析。结果在简化叶片模型以及由 NREL~5\nobreakdash-MW 参考风力机获得的线性化模型上进行了评估。灵敏度与解耦评估证明了分散式 SISO 控制回路用于 IPC 的合理性。此外，闭环高保真仿真显示了对变桨执行与叶片疲劳载荷降低的有益效果。
引用
@article{arxiv.1808.08976,
title = {Analysis and optimal individual pitch control decoupling by inclusion of an azimuth offset in the multi-blade coordinate transformation},
author = {Sebastiaan Paul Mulders and Atindriyo Kusumo Pamososuryo and Gianmarco Emilio Disario and Jan-Willem van Wingerden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.08976},
year = {2018}
}
备注
23 pages, 17 figures, 2 tables, submitted to Wind Energy on 27-08-2018