【摘 要】
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能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质保障,是国民经济和社会发展的坚实基础。随着科学技术和社会经济的发展,人们对能源的需求也越来越多,波浪能由于其巨大的储量,广泛的分布和多样化的获取方法而成为最有发展潜力的海洋能源之一。本文针对浮式防波堤上所使用的振荡浮子式波浪能发电装置进行研究和分析,通过仿真及实验研究的方式,设计能量提取（Power take-off,简称PTO）系统,并设计最优功率捕获算法以
【基金项目】
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工信部高技术船舶项目“浮式保障平台工程（二期）——专题七:波浪能利用技术研究——浮式防波堤波浪能发电装置机电系统研制”；
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能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质保障,是国民经济和社会发展的坚实基础。随着科学技术和社会经济的发展,人们对能源的需求也越来越多,波浪能由于其巨大的储量,广泛的分布和多样化的获取方法而成为最有发展潜力的海洋能源之一。本文针对浮式防波堤上所使用的振荡浮子式波浪能发电装置进行研究和分析,通过仿真及实验研究的方式,设计能量提取（Power take-off,简称PTO）系统,并设计最优功率捕获算法以提升装置输出功率。本文主要工作内容如下:（1）通过研究微幅波理论及波浪力学,分析所用浮式防波堤中振荡浮子的受力情况,并通过AQWA软件进行水动力学计算,得到浮子的附加质量、辐射阻尼系数、RAO及弗汝德—克雷洛夫（F-K）力等水动力学参数,为下一步系统建模奠定基础。（2）基于线性波浪理论建立线性波浪的数学模型,为线性PTO及液压PTO的建模奠定波浪部分数学模型的基础。将PTO系统进行线性化分析,建立线性PTO数学模型,通过Simulink软件搭建线性系统的模型,并进行仿真研究。在此基础上设计液压PTO系统,基于设计目标,确定各个关键液压部件的参数,并利用AMESim软件进行液压系统仿真。（3）为优化PTO的提取功率,在线性PTO及液压PTO模型的基础上,通过改变系统阻尼,分析不同阻尼情况下的系统提取功率。并通过改变波高及周期,研究不同海况对PTO系统最优功率及达到最优功率时系统阻尼的变化规律,为最大化提取波浪能量奠定基础。（4）为了使PTO系统能够自适应不同海况,基于变步长爬山法进行最大功率点追踪算法设计,基于AMESim与Simulink的联合仿真实现不同海况下PTO系统的自动寻优,同时对比算法结果与前文变阻尼分析结果验证算法的可行性。（5）为验证液压PTO的系统性能,通过搭建小型液压PTO实验平台,进行液压PTO系统性能实验、变马达排量及变系统负载实验、变海况实验及MPPT算法实验以对前文所进行的液压PTO系统仿真进行验证。
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