【摘 要】
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本论文以Spar型漂浮式海上风机(Spar-type Floating Offshore Wind Turbine,Spar-type FOWT)为研究对象,通过钢体自由度分析建立运动坐标系,在坐标系上对Spar-type FOWT的各
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本论文以Spar型漂浮式海上风机(Spar-type Floating Offshore Wind Turbine,Spar-type FOWT)为研究对象,通过钢体自由度分析建立运动坐标系,在坐标系上对Spar-type FOWT的各个结构模型建立动力学方程。考虑到深海复杂的海况,本论文分析了波浪和海流负载,讨论了海流效应和波浪-海流(波流)相互作用对漂浮式风机塔架负载和浮台运动的影响,建立Spar型耦合气动弹性液压伺服模型,对复杂负载下的耦合风机模型进行了载荷分析。深海区域的双重载荷导致了FOWT塔架负载和浮台运动,本论文采用了基于增益调度比例积分(PI)变桨控制和发电机转矩控制的多反馈控制算法,不仅有效降低了塔架负载,还减缓了浮台运动。综上,本论文主要对Spar型FOWT的载荷分析和减载控制问题进行了深入讨论和探讨,完成的工作如下所述:(1)研究Spar型FOWT受到的载荷问题。对只有波浪,波浪和海流而没有相互作用,波浪和海流且有相互作用这三种海况下的风机载荷进行分析,分析了塔基负载,塔尖偏移和浮台俯仰运动的载荷响应曲线。(2)提出了基于增益调度PI变桨控制和发电机转矩控制的多反馈控制算法,论证了算法的有效性。对单一反馈控制和多反馈控制进行了对比,通过MATLAB/FAST搭建仿真模型和分析实验数据,验证了所提出算法对Spar型漂浮式海上风机减载的实用性和有效性。
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