發(fā)布時間：2023-02-01 21:18

　　開采和利用化石能源會造成嚴重的環(huán)境污染和破壞,對我們賴以生存的全球氣候環(huán)境形成嚴重威脅,開發(fā)清潔的可再生能源愈加得到各國重視�？稍偕茉粗心芰棵芏茸罡叩氖遣ɡ四�,利用波浪能發(fā)電有望解決全球所面臨的能源緊缺,改善全球能源結構和生態(tài)環(huán)境,推動社會經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展。波浪發(fā)電的研究主要分為波浪能轉換裝置、發(fā)電設備和控制技術三個方面。本文在分析總結了國內外研究現(xiàn)狀的基礎上,對于新型單浮體直驅式波浪發(fā)電裝置的數(shù)學模型、結構參數(shù)優(yōu)化和裝置控制三方面進行研究。本文基于微幅波理論分析單浮體在波浪中的總速度勢,寫出了單浮體在頻域下的動力學模型,分析了在單浮體波浪發(fā)電裝置的數(shù)學模型中受海水輻射力影響出現(xiàn)的遲滯函數(shù)的性質,并將卷積項轉化為狀態(tài)空間方程,得到了新型單浮體直驅式波浪發(fā)電裝置的時域數(shù)學模型。本文針對新型單浮體直驅式波浪發(fā)電裝置,基于實際海況和最優(yōu)平均功率算法,提出了一種浮體的設計方法。首先基于波浪條件,確定了浮體的固有頻率,計算確定了浮體外形參數(shù)的合理范圍,其次利用全因子設計方法,設計了實驗浮體并在ANSYS-AQWA軟件中對于實驗浮體進行仿真,得到實驗浮體的水動力參數(shù),最后以浮體捕獲功率性能為標準討... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 波浪能發(fā)電技術概述
        1.2.1 波浪能轉換轉換裝置
        1.2.2 發(fā)電設備技術研究概述
        1.2.3 控制技術研究概述
    1.3 波浪能發(fā)電技術研究主要問題
    1.4 本文主要研究內容
第二章 裝置受力分析和建模
    2.1 微幅波浪理論
        2.1.1 坐標系和波浪定義
        2.1.2 基本方程
        2.1.3 定解條件
    2.2 浮體頻域分析
        2.2.1 浮體速度勢
        2.2.2 浮體受力分析
        2.2.3 頻域動力學模型
    2.3 單浮體直驅式波浪發(fā)電裝置時域模型
        2.3.1 線性系統(tǒng)時域模型
        2.3.2 傳統(tǒng)單浮體波浪發(fā)電裝置時域模型
        2.3.3 新型單浮體波浪發(fā)電裝置時域模型
    2.4 本章小結
第三章 裝置設計和優(yōu)化
    3.1 設計基礎
        3.1.1 波浪條件
        3.1.2 最優(yōu)平均功率算法
    3.2 浮體設計
        3.2.1 浮體外形設計
        3.2.2 浮體回轉半徑
    3.3 浮體優(yōu)化試驗
        3.3.1 實驗設計
        3.3.2 AQWA仿真
    3.4 結果分析
        3.4.1 浮體外形的影響
        3.4.2 質量比和彈性系數(shù)比對于裝置的影響
    3.5 與傳統(tǒng)單浮體的對比
    3.6 本章小結
第四章 裝置的控制和仿真
    4.1 滑模控制的控制器設計
        4.1.1 滑�？刂圃�
        4.1.2 滑�？刂破髟O計
    4.2 新型單浮體的仿真搭建
        4.2.1 新型單浮體仿真模型
        4.2.2 SVPWM模塊
        4.2.3 滑�？刂品抡娼Y果
    4.3 基于Jonswap譜的隨機波仿真
        4.3.1 Jonswap譜隨機波
        4.3.2 隨機波浪仿真結果
        4.3.3 滑�？刂婆cPI控制對比
    4.5 本章小結
結論與展望
    結論
    展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3734461