以ITI Barge平臺(tái)漂浮式風(fēng)力機(jī)為研究對(duì)象,借鑒傳統(tǒng)土木工程領(lǐng)域結(jié)構(gòu)控制經(jīng)驗(yàn),提出漂浮式風(fēng)力機(jī)MTMD結(jié)構(gòu)控制方法,基于Kane方法建立漂浮式風(fēng)力機(jī)多體動(dòng)力學(xué)模型,研究并對(duì)比了風(fēng)波流作用下有無(wú)MTMD時(shí)風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性,并進(jìn)一步基于多島遺傳算法對(duì)MTMD系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:MTMD控制效果較好;所提出優(yōu)化算法獲得的優(yōu)化參數(shù)具有更加明顯的控制效果,塔頂側(cè)向位移與平臺(tái)橫搖運(yùn)動(dòng)均得到了明顯的抑制。不同環(huán)境工況下,MTMD都對(duì)漂浮式風(fēng)力機(jī)有著明顯的控制效果。其中縱向載荷標(biāo)準(zhǔn)差抑制率為78%⁸3%,橫向載荷標(biāo)準(zhǔn)差抑制率為14%¹8%。 

【文章來(lái)源】：能源工程. 2018,(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

Barge平臺(tái)風(fēng)力機(jī)及MTMD模型示意環(huán)境載荷

得每一節(jié)點(diǎn)的風(fēng)速分布，進(jìn)一步通過(guò)空間相干模型獲得整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速分布�？臻g相干模型如式(1):Si，j(f)=C(Δr，f)Si，i(f)·Sj，j(f槡)(1)式中:Si，j(f)為節(jié)點(diǎn)i、j的互功率譜;C(Δr，f)為空間相干大小，節(jié)點(diǎn)之間距離為Δr;Si，i(f)、Sj，j(f)分別為節(jié)點(diǎn)i、j的功率譜。以輪轂中心為參考點(diǎn)，以時(shí)歷平均風(fēng)速11．4m/s為參考風(fēng)速，仿真時(shí)間為600s，建立三維時(shí)變湍流風(fēng)風(fēng)場(chǎng)。輪轂點(diǎn)時(shí)域風(fēng)速分布如圖2所示。波浪譜以風(fēng)因素和波浪因素為參量，通過(guò)定義有義波高、波浪周期及有限風(fēng)區(qū)等參數(shù)即可得到波浪的大致形式。波浪譜是隨機(jī)波浪的重要統(tǒng)計(jì)信息，可直接給出波能相對(duì)頻率和方向的分布。目前，常見(jiàn)的波浪譜有P-M譜、Jonswap譜和布氏譜等。選取P-M波浪譜生成有義波高為5m，譜峰周期為12．4s的波浪，基于設(shè)定參數(shù)建立不規(guī)則波浪如圖3所示。海流是海洋環(huán)境中各種流動(dòng)的集合，是主要載荷之一。海流載荷可視為剪切流，在水平方向海流近似為恒速，本文中設(shè)定為1．6m/s;在垂直方向海流流速呈梯度遞減，海底流速幾乎為0。圖2輪轂點(diǎn)時(shí)域風(fēng)速分布圖3不規(guī)則波浪模型2TMD模型及多島遺傳算法2．1TMD模型調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD)減振系統(tǒng)主要由彈簧或吊索、固體質(zhì)量塊、阻尼器等組成，其通過(guò)改變自身質(zhì)量或剛度來(lái)達(dá)到調(diào)整自振頻率的目的，使其接近被減振結(jié)構(gòu)的固有頻率或外部激勵(lì)頻率，當(dāng)結(jié)構(gòu)在外部激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)TMD振動(dòng)，TMD產(chǎn)生的調(diào)諧慣性力將反作用到結(jié)構(gòu)上，并通過(guò)阻尼系統(tǒng)將能量耗散，以達(dá)到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制的目

率譜。以輪轂中心為參考點(diǎn)，以時(shí)歷平均風(fēng)速11．4m/s為參考風(fēng)速，仿真時(shí)間為600s，建立三維時(shí)變湍流風(fēng)風(fēng)場(chǎng)。輪轂點(diǎn)時(shí)域風(fēng)速分布如圖2所示。波浪譜以風(fēng)因素和波浪因素為參量，通過(guò)定義有義波高、波浪周期及有限風(fēng)區(qū)等參數(shù)即可得到波浪的大致形式。波浪譜是隨機(jī)波浪的重要統(tǒng)計(jì)信息，可直接給出波能相對(duì)頻率和方向的分布。目前，常見(jiàn)的波浪譜有P-M譜、Jonswap譜和布氏譜等。選取P-M波浪譜生成有義波高為5m，譜峰周期為12．4s的波浪，基于設(shè)定參數(shù)建立不規(guī)則波浪如圖3所示。海流是海洋環(huán)境中各種流動(dòng)的集合，是主要載荷之一。海流載荷可視為剪切流，在水平方向海流近似為恒速，本文中設(shè)定為1．6m/s;在垂直方向海流流速呈梯度遞減，海底流速幾乎為0。圖2輪轂點(diǎn)時(shí)域風(fēng)速分布圖3不規(guī)則波浪模型2TMD模型及多島遺傳算法2．1TMD模型調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD)減振系統(tǒng)主要由彈簧或吊索、固體質(zhì)量塊、阻尼器等組成，其通過(guò)改變自身質(zhì)量或剛度來(lái)達(dá)到調(diào)整自振頻率的目的，使其接近被減振結(jié)構(gòu)的固有頻率或外部激勵(lì)頻率，當(dāng)結(jié)構(gòu)在外部激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)TMD振動(dòng)，TMD產(chǎn)生的調(diào)諧慣性力將反作用到結(jié)構(gòu)上，并通過(guò)阻尼系統(tǒng)將能量耗散，以達(dá)到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制的目的。MTMD為解決STMD對(duì)主體結(jié)構(gòu)自振頻率過(guò)于敏感的問(wèn)題，除在機(jī)艙中配置TMD，還在塔架處另配置參數(shù)不同的TMD。漂浮式風(fēng)力機(jī)MT-MD模型如圖1所示，其控制原理如圖4所示。其中H(s)和G(s)分別為主體結(jié)構(gòu)和MTMD結(jié)構(gòu)的傳遞函數(shù)，f(t)為主體結(jié)構(gòu)的初動(dòng)態(tài)響應(yīng)，p(t)欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟?

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3230029