1、畢業(yè)設(shè)迅論文）外文資料翻譯學(xué)院：專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：外文出處：，學(xué)院：專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：外文出處：，（用外文寫(xiě)）附件：指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):電氣信息學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化郭驥翔081001227Adaptive torque control of variable speedwind turbines1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。簽名:附件1:外文資料翻譯譯文多種風(fēng)力渦輪機(jī)的適應(yīng)性轉(zhuǎn)矩控制4.5使用SymDyn進(jìn)行仿真所有先前所描述的模擬是使用SimInt來(lái)演示的，其中，如前所述，包括唯一的轉(zhuǎn) 子角速度自由度，與復(fù)雜的仿真工具比，如SymDyn和FAST，他能夠更快的運(yùn)行。然而， 為了確認(rèn)目的，與

2、其他更流行的仿真工具比較SimInt在適應(yīng)運(yùn)行上的增益是很有價(jià)值 的。適應(yīng)性的增加并不是期望它能夠同等的適應(yīng)每一個(gè)仿真工具，因?yàn)槊總€(gè)仿真工具都 有其獨(dú)到的渦輪機(jī)模型。但是如果每個(gè)渦輪機(jī)的造型都相同，如同本例，那么在SimInt 和SymDyn中則有著基本相似的適應(yīng)性增益(CART)。在數(shù)據(jù)4-10中，這種相似性被明顯 的顯示出來(lái)。SimInt和SymDyn仿真工具都是由零時(shí)刻開(kāi)始，而且大多數(shù)參數(shù)初值都相同，如M， 角速度等。然而，盡管這兩個(gè)渦輪機(jī)模型都設(shè)立了最佳轉(zhuǎn)矩控制M*，但是CP表面卻有 著不同程度的峰值。因此為了使初始過(guò)程大致相同，初始Pfavg值應(yīng)有相同的最大比例， 而不是相同的絕對(duì)值

3、。在顯示標(biāo)準(zhǔn)化M值4-10的上圖中，顯示了合理的類似數(shù)據(jù)。但 在30到60小時(shí)后，仿真工具的適應(yīng)性增益開(kāi)始出現(xiàn)分歧。但在此之后，他們?cè)俅位ハ?接近，在從模擬開(kāi)始100小時(shí)到模擬結(jié)束這段時(shí)間，他們保持基本重合。從下圖中也可 以清楚的觀察出，每個(gè)仿真工具都在調(diào)整他們的增益M，并采集最大輸出功率。盡管SimInt仿真速度差不多是SymDyn仿真速度的五倍，在圖4-10中所顯示的SymDyn 數(shù)據(jù)是唯一一個(gè)可以驗(yàn)證適應(yīng)性增益法則的模擬工具。在這個(gè)展示了兩個(gè)模擬工具合理 的相同之處的實(shí)驗(yàn)后，驗(yàn)證了 SimInt可以作為測(cè)試增益法則的實(shí)驗(yàn)的仿真工具。然而， 不像SimInt，SymDyn除了分析發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速

4、外，還可以分析其他額外的自由度。因此，對(duì) SymDyn仿真數(shù)據(jù)的分析是為了確定適應(yīng)性增益法則是否會(huì)給渦輪機(jī)帶來(lái)可能的額外壓 力。這種分析是下一部分的主題。4.6對(duì)渦輪機(jī)原件的壓力仿真除了渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速外，SymDyn還能模擬許多其他的自由度，比如轉(zhuǎn)動(dòng)軸角速度，葉片 轉(zhuǎn)動(dòng)角，風(fēng)塔扭轉(zhuǎn)角度，塔方，前角等。對(duì)這些自由度的建模能力是SymDyn有效的控制 設(shè)計(jì)和測(cè)試的關(guān)鍵。在使用SymDyn的適應(yīng)性控制器測(cè)試中，要回答的問(wèn)題是：當(dāng)渦輪機(jī) 在被標(biāo)準(zhǔn)的非適應(yīng)性發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器控制時(shí)（公式2.1），適應(yīng)性發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器 （公式2.14）是否會(huì)引起額外的本應(yīng)缺失的渦輪機(jī)暫態(tài)壓力。更長(zhǎng)遠(yuǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)負(fù)荷的 變化會(huì)在

5、5.3中進(jìn)一步討論，但使用這些仿真工具長(zhǎng)時(shí)間分析它是很難做到的，并且并 不在這部分的考慮范圍內(nèi)。然而，當(dāng)每次適應(yīng)性發(fā)生的時(shí)候，一個(gè)突然的電機(jī)轉(zhuǎn)矩變化 可以激起一些不知數(shù)目的模式。因此，這部分會(huì)集中討論在適應(yīng)性發(fā)生前后很快采集到 的SymDyn數(shù)據(jù)。從SymDyn的試驗(yàn)中看來(lái)，適應(yīng)性轉(zhuǎn)矩控制增益M不會(huì)引起上述自由度增加額外的壓 力。接下來(lái)的三個(gè)表格中（圖4-11到圖4-13），為兩種在SymDyn仿真在圖4-10中發(fā)生的 不同的適應(yīng)性提供的數(shù)據(jù)樣本，它包括三個(gè)自由度（傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)，扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)彎曲，風(fēng)塔 兩側(cè)彎曲）。表4-3為每個(gè)例子提供了一些相關(guān)信息。每個(gè)適應(yīng)性涉及M增加的變化，但 變化的方向并未影

6、響其他適應(yīng)應(yīng)力的性質(zhì)研究。此外，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大約相同時(shí)也是如此。 CART的最大轉(zhuǎn)速是4.37弧度每秒，所以在2.9到30弧度內(nèi)在區(qū)域2中進(jìn)行操作是比較好 的。最后，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時(shí)4號(hào)適應(yīng)度發(fā)生，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升時(shí)7號(hào)適應(yīng)度發(fā)生。轉(zhuǎn)子加速 度與風(fēng)速加速度密切相關(guān)，在一般情況下，更大的風(fēng)速會(huì)對(duì)渦輪機(jī)部件造成更大的壓力。1111111111111111_L1111111111111111111111111111111111111111111084.31084.41084.51084.61084.70.251759.91760 _ 1760.11760.21760.3在SymDyn所能提供的建模能力的自由度

7、中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸扭角是與發(fā)電機(jī)緊密相連的自由 度之一，因?yàn)樗B接著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。因此對(duì)轉(zhuǎn)矩控制適應(yīng)增益最重要的影響預(yù)計(jì)會(huì)在軸 上觀察到，事實(shí)也確實(shí)如此。圖4-11展現(xiàn)了兩種適應(yīng)性的軸扭角。在圖4-11的上圖中，4號(hào)適應(yīng)性中很顯然，傳動(dòng)軸出現(xiàn)對(duì)適應(yīng)性的不良反應(yīng)發(fā)生在 有垂直線標(biāo)記的時(shí)刻1084.51。然而，由于一些原因，這種不良反應(yīng)并不令人擔(dān)憂，因 為它第一次出現(xiàn)。首先，由適應(yīng)性減少所引起的震蕩發(fā)生在短短幾秒內(nèi)，表明這可能是 一個(gè)穩(wěn)定的模式。其次，最大震蕩的震角約為0.3度，即使在下圖中的適應(yīng)時(shí)間中，這 仍是小于在下圖的明顯震蕩。這表明，適應(yīng)性不會(huì)造成比環(huán)境變化所產(chǎn)生的影響更大。 最后，在仿真中，適應(yīng)性

8、是看做同步發(fā)生的，或者相差001秒。在真正的渦輪機(jī)例子中， 它不太可能迅速改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。所以真正的渦輪軸不會(huì)觀察到如此巨大的躍變。因此， 當(dāng)對(duì)一個(gè)真正的渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)控制器時(shí)，要密切關(guān)注軸扭轉(zhuǎn)角的震蕩。但這并不代表 著就不去執(zhí)行這個(gè)操作。圖4-12展現(xiàn)了在適應(yīng)性執(zhí)行前后15秒的每個(gè)葉片的震角。“震”是指平面的葉片的 彎曲方向。對(duì)于水平渦輪機(jī)，葉片彎曲通常發(fā)生在風(fēng)向葉片施加升力的方向。從圖4-11 可以發(fā)現(xiàn)，在7號(hào)適應(yīng)度時(shí)間內(nèi)發(fā)生的環(huán)境條件變化比4號(hào)適應(yīng)度時(shí)間內(nèi)劇烈的多，因而 葉片扭角更大而且承受更多的變化。為7號(hào)適應(yīng)度所繪制的葉片扭角確實(shí)在適應(yīng)性之后 有所增加，但是它的平均增加可以認(rèn)為是更快

9、的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子所引起的。基于這些有代表性 的數(shù)據(jù)，突然地適應(yīng)性不會(huì)引起對(duì)葉片旋轉(zhuǎn)瓣片的不必要的壓力。然而，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì) 于發(fā)生在宣傳平面和對(duì)旋轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)角震動(dòng)更敏感的葉片扭角，在SymDyn中無(wú)法仿真。注意在圖4-13中這兩個(gè)適應(yīng)的最終圖，展現(xiàn)了塔兩側(cè)的彎曲角。可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)矩增益的兩種適應(yīng)性在這種模式下沒(méi)有得到一致的效果，在這個(gè)例子中，在適應(yīng)性開(kāi) 始前振幅繼續(xù)下降，然而在其他例子中則有上升的趨勢(shì)。塔彎曲的主要因素是環(huán)境變化 和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，首先因?yàn)樗墓逃蓄l率與區(qū)域2中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速向?qū)?yīng)（大約2.7弧度每秒）。 事實(shí)上，這種轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在4號(hào)適應(yīng)性的最后幾秒種達(dá)到，這可能可以解釋為什么震蕩會(huì)增加。總結(jié)

10、起來(lái)，在SymDyn仿真的所有自由度中，似乎只有傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)會(huì)被適應(yīng)控制器 的適應(yīng)性增益所激發(fā)，而這種激發(fā)在一個(gè)真正的渦輪機(jī)中會(huì)少的明顯。在其他沒(méi)有繪制 的可仿真的自由度中（塔前后扭角和塔扭角）展示了，像塔兩側(cè)扭角圖示一樣，對(duì)于適 應(yīng)性沒(méi)有一致的響應(yīng)。0.010.00-0.011084.31084.41084.51084.61084.70.010.00-0.011084.31084.41084.51084.61084.7Blade 1 Blade 2iIIfIIIIIIIIIIII11IIIIIIIIIIT7IIIIIIIIIIIIIIIIIIIII:.IIIIII1084.31084.41084.51084.61084.7使用SymDyn和SimlntH具，適應(yīng)性增益法則