风电叶片疲劳加载激振系统解耦控制算法及试验研究

• 作者: 张磊安 陶黎明 隋文涛 魏修亭
• 来源期刊: 工程科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 风电叶片 激振系统 耦合 解耦算法 疲劳试验
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 109-114
• 页数: 6页
• 分类号: TP27
• 字数: 3008字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15961/j.jsuese.2017.01.014

摘要

风电叶片逐渐向大型化方向发展,为了提高大型风电叶片疲劳试验的激振能力、缩短测试周期,两激振源联振已成为疲劳测试方法中具有前景的发展方向.首先进行两激振源的耦合特性试验,设计了激振源转速、相位和叶片振幅的测试方案.当2个激振源初始转速设定为35 r/min时,风电叶片在该激振源作用下进行试验,得出2个激振源转速差在±5 r/min范围内波动、相位也存在耦合现象,叶片振幅变化絮乱.为了提高两激振源的同步效果,在分析现有控制策略的基础上,采用并联交叉耦合结构,开发了滑模变结构同步控制算法,并利用李雅普诺夫函数证明了该算法的渐近稳定性.最后,搭建了一套10 MW级大型风电叶片疲劳试验平台,开发了基于分布式网络总线的疲劳激振控制系统,将该滑膜变结构控制算法应用于aeroblade 2.0 ～ 54.38风电叶片两点激振试验.试验结果表明,在两激振源转速均为35 r/min时,两激振源的转动步调一致,相位也能基本保持同步,此时叶片振幅最大,且非常稳定.在不同的初始速度驱动下,分别设定为40和30 r/min,2个激振源的转速均能快速跟随并分别保持.由于两者转速不一致,导致叶片振幅发生波动.上述试验结果表明,虽然2个激振源之间的机电耦合是固有存在的,但是设计的滑模变结构控制算法能使2个激振源的转速、相位步调一致,具有良好的鲁棒特性,有效地保证了疲劳试验的顺利进行.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	魏修亭	山东理工大学机械工程学院	100	383	10.0	14.0
2	隋文涛	山东理工大学机械工程学院	48	254	8.0	13.0
3	张磊安	山东理工大学机械工程学院	41	83	6.0	7.0
4	陶黎明	山东理工大学机械工程学院	3	5	1.0	2.0