深遠(yuǎn)海大型風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 海上風(fēng)電機(jī)組及產(chǎn)業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)介 1
1.2 深海漂浮式風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.1 漂浮式風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.2 漂浮式風(fēng)電機(jī)組理論研究發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.2.3 漂浮式風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)情況 7
1.2.4 漂浮式風(fēng)電機(jī)組的控制策略 9
1.2.5 漂浮式海上風(fēng)電相關(guān)仿真軟件現(xiàn)狀 12
第2章 海上漂浮式風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境與工況 14
2.1 海上風(fēng)場(chǎng)特征 14
2.1.1 海上長(zhǎng)期風(fēng)速 14
2.1.2 修正的von Karman譜的湍流模型 17
2.1.3 Mann湍流模型 21
2.1.4 仿真分析與結(jié)果比較 23
2.2 海上波浪特征 26
2.2.1 波浪理論及運(yùn)動(dòng)學(xué) 26
2.2.2 波浪表征 28
2.3 波流相互作用模型 29
2.3.1 常規(guī)波流相互作用模型 30
2.3.2 隨機(jī)波流相互作用模型 31
2.4 載荷工況分析 32
第3章 漂浮式風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 34
3.1 漂浮式風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué) 34
3.1.1 葉素動(dòng)量理論模型 34
3.1.2 固定尾跡氣動(dòng)理論模型 39
3.1.3 自由尾跡氣動(dòng)理論模型 43
3.2 漂浮式風(fēng)力機(jī)水動(dòng)力學(xué) 48
3.2.1 基本假設(shè)與坐標(biāo)系 48
3.2.2 水動(dòng)力學(xué)模型 49
3.3 漂浮式風(fēng)力機(jī)系泊系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 50
3.3.1 力-位移模型 51
3.3.2 準(zhǔn)靜態(tài)模型 51
3.3.3 集中質(zhì)量模型 54
3.3.4 流性阻尼系泊模型 58
3.4 漂浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué) 60
3.4.1 風(fēng)力機(jī)多柔體動(dòng)力學(xué)仿真建模 60
3.4.2 算例分析 65
3.5 變槳系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型 68
3.5.1 基準(zhǔn)模型 68
3.5.2 二階非線性模型 69
第4章 漂浮式風(fēng)電機(jī)組功率控制策略 72
4.1 風(fēng)機(jī)*大風(fēng)能捕獲控制策略 73
4.2 風(fēng)機(jī)主動(dòng)變槳控制策略 75
4.3 估計(jì)風(fēng)速前饋控制環(huán) 76
4.3.1 電機(jī)模型、變槳執(zhí)行模型和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)模型 77
4.3.2 風(fēng)速前饋控制環(huán)的建模與仿真 78
4.4 動(dòng)態(tài)入流補(bǔ)償控制環(huán) 79
4.5 *大功率跟蹤控制設(shè)計(jì) 82
4.5.1 控制原理 82
4.5.2 控制設(shè)計(jì) 83
第5章 漂浮式風(fēng)電機(jī)組載荷控制建模與仿真 93
5.1 調(diào)諧質(zhì)量阻尼器控制 93
5.1.1 NREL 5MW風(fēng)機(jī) 94
5.1.2 配置TMD的風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型 95
5.1.3 TMD被動(dòng)控制參數(shù)優(yōu)化研究 96
5.1.4 主動(dòng)控制器設(shè)計(jì) 97
5.1.5 仿真分析 99
5.2 雙阻尼減載控制 104
5.2.1 雙阻尼器減載結(jié)構(gòu)建模 104
5.2.2 主動(dòng)減載控制器設(shè)計(jì) 110
5.2.3 仿真分析 111
5.3 傳動(dòng)鏈的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)控制 115
5.4 塔架前后振動(dòng)控制 119
5.5 塔架側(cè)向振動(dòng)控制 120
5.6 結(jié)果分析 121
第6章 漂浮式風(fēng)電機(jī)組容錯(cuò)控制設(shè)計(jì) 123
6.1 變槳系統(tǒng)故障模型 123
6.2 基于滑模的容錯(cuò)控制方法 125
6.2.1 重構(gòu)控制器設(shè)計(jì) 125
6.2.2 重構(gòu)控制器穩(wěn)定性條件 126
6.2.3 仿真分析 127
6.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)控制方法 132
6.3.1 問(wèn)題描述 132
6.3.2 控制器設(shè)計(jì) 134
6.3.3 穩(wěn)定性分析 137
6.3.4 神經(jīng)自適應(yīng)控制仿真 141
第7章 漂浮式風(fēng)電機(jī)組仿真平臺(tái)二次開(kāi)發(fā) 151
7.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)常用的仿真軟件 151
7.2 軟件總體設(shè)計(jì) 152
7.2.1 FAST運(yùn)行所需文件 152
7.2.2 運(yùn)行FAST 154
7.2.3 輸出結(jié)果及后處理 154
7.3 各模塊具體設(shè)計(jì) 155
7.3.1 機(jī)艙模塊 155
7.3.2 模態(tài)模塊 165
7.3.3 工況模塊 173
7.3.4 平臺(tái)模塊 180
7.3.5 輸出參數(shù)模塊 182
參考文獻(xiàn) 190
附錄 193