基于模型故障诊断与子空间预测重复控制的浮式海上风力机快速自适应故障容错
系统与控制
2021-10-04 v1 系统与控制
摘要
由于浮式海上风力机（FOWTs）在深水中运行并承受风浪引起的严苛载荷，它们比陆上风力机更容易发生故障与失效。特别是，变桨系统可能经历桨距执行器卡死（PAS）型故障，将导致控制权限的完全丧失。本文通过集成基于模型的故障诊断（FD）方案与子空间预测重复控制（SPRC），开发了一种新颖的快速自适应解决方案。FD 的作用是快速检测并隔离失效的变桨执行器。基于故障隔离结果，一个预调谐的自适应 SPRC 被切换上线以替代现有控制器，其参数初值已离线调谐以匹配特定故障情形。此后，SPRC 采用子空间辨识在滑动时间窗上连续辨识风力机的线性模型，从而制定自适应控制律以缓解 PAS 引起的载荷。结果表明，所开发的架构可实现 PAS 引起叶片载荷的显著削减。更重要的是，削减 PAS 引起载荷所需的时间被大幅缩短，从而避免了适配期间对其他部件的进一步损坏并允许持续发电。
引用
@article{arxiv.2011.01855,
title = {Fast Adaptive Fault Accommodation in Floating Offshore Wind Turbines via Model-Based Fault Diagnosis and Subspace Predictive Repetitive Control},
author = {Yichao Liu and Ping Wu and Riccardo M. G. Ferrari and Jan-Willem van Wingerden},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.01855},
year = {2021}
}
备注
IFAC World Congress 2020