[發明專利]漂浮式風機獨立變槳控制方法

有效

• 申請號: 202010230245.9
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111287888B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 王磊;柯建波;鄧筑利;王俊烽
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

1.一種漂浮式風機獨立變槳控制方法，其特征在于：包括

1)對漂浮式風機的槳葉機械結構進行分析，獲得動力學方程：

式中，β_i是第i片槳葉的槳距角，和分別是β_i的一階導數和二階導數，T_dri是第i片槳葉變槳調節驅動力矩，T_twi是第i片槳葉所受的扭轉力矩和空氣動力產生的擾動力矩的總和，J_i是第i片槳葉繞其軸的轉動慣量；k_Di是第i片槳葉的阻尼系數；k_Fi是第i片槳葉軸承的摩擦系數；

將式(1)寫成矩陣方程的形式，建立三槳葉水平軸風力機槳葉系統動力學模型，

式中，β＝[β₁，β₂，β₃]^T∈R³；u＝[u₁，u₂，u₃]^T＝[I_dr1，I_dr2，I_dr3]^T∈R³；T_dr＝[T_dr1，T_dr2，T_dr3]^T∈R³；J(β)＝diag[J₁，J₂，J₃]∈R^3×3；I_dri表示調節第i片槳葉槳距角到需要的角度時的驅動電流，I_dri和T_dri的關系線性化為T_dri＝C_TiI_dri，C_Ti為常數，C_T＝diag[C_T1，C_T2，C_T3]∈R^3×3是正定常對角矩陣；

2)定義獨立變槳模型為，

式中，F₁(x₁)＝[0，0，0]^T，G₁(x₁)＝I_3×3，D₁(x₁，t)，為系統的擾動項，I_3×3為3行3列的單位矩陣；

3)引入誤差模型：

其中α₁是引入的虛擬控制參量，α_2f是以α₁作為輸入，通過一階濾波器后得到的輸出，滿足τ₂為常數，y_d為期望的槳距角，寫成

x₂＝z₂+y₂+α₁ (5)

為了實現有限時間收斂，引入如下速率函數

其中的0＜b_f＜1是設計參數，T＞0是有限收斂時間，再進行以下轉換

設計如下控制器

其中和c_i＞0是設計參數，P_i是選取的RBFNN的基函數向量，其中的通過以下公示更新：

其中ζ_2i為向量ζ₂的第i個值，σ_i＞0是用戶選擇的設計參數；

4)用設計的控制器u_i控制漂浮式風機。