基于塔内位移观测器和模态空间低维控制器的风力机振动主动控制系统

【作者】 文茜茜； 张弘毅； 陈政清； 华旭刚； 牛华伟； 徐赵东；

【机构】 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室； 东南大学土木工程学院；

【摘要】 高塔结构振动需要也适合主动控制,但必须解决位移直接观测和单点控制下的低维高效控制策略问题。应用于起峰院士的现代摄像观测技术,本文建立了一套从塔内实时连续观测振动位移的方法,为高塔主动控制提供了最直接的位移观测器,避免了以往只能建立加速度观测器,经滤波后再与假定的外荷载结合计算出输出位移的冗长计算过程。本文还建立了基于振型质量参与系数的模态空间降维方法,可以有效保留结构的主要动力特性。以美国可再生能源试验室开发的5MW陆上风力机为例,基于低维模型建立了在风力机塔筒顶部设置AMD的低维控制器,对风力机进行了湍流风场作用下正常作业的主动控制仿真分析。为了进一步验证低维控制器的有效性,建立了六层钢框架模型进行了简谐激励下的主动控制。仿真和试验结果表明:以少数位移状态作为反馈信号的降维控制器可以代替基于全状态反馈的全维控制器,作为高塔结构的主动控制策略。更多还原