基于dSpace的智能叶片柔性尾缘襟翼降载研究

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随着风电技术的快速发展,风电机组越来越趋向于大型化发展,风轮直径也越来越大。但是,风轮尺寸的增大导致叶片柔性增强,使得风速在整个风轮平面内的分布更加不均匀,进而增大了叶片载荷,降低了机组的效率和使用寿命。因此"智能叶片"这一概念逐渐受到科研人员的关注。其原理是通过传感器、控制器和执行器的配合来实现翼型气动表面形变,从而改变翼型气动特性,进而调节叶片的受载情况。通过"智能叶片"结合柔性尾缘襟翼实现叶片降载。根据相似准则设计出一种带有柔性尾缘襟翼的翼型模型,并利用以搭建的基于dSpace的智能叶片载荷控制实验平台,进行柔性尾缘襟翼的开环及闭环控制实验,并探究不同的参数对其控制效果的影响,最后从时域、频域及标准偏差三个方面处理和分析实验数据并得出相关规律。实验结果表明,在适当的参数条件下,柔性尾缘襟翼具有一定的降载潜力,可以降低约50%的载荷;在开环控制下,激励信号的频率及相位对控制效果影响很大,而幅值会直接影响到降载量的大小;在闭环控制下,比例增益系数K_p对于降载效果影响最大,积分增益系数K_i和微分增益系数K_d对激励信号打的相位及频率有一定的影响。
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