申请/专利权人：大连海事大学

申请日：2021-03-09

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN113095001B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2021.07.27#实质审查的生效;2021.07.09#公开

摘要：本发明提供一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法，包括：构建直驱式波浪能发电系统的动力学模型；基于构建的动力学模型，采用经济模型预测控制方法，实现对海浪条件的实时预测，达到波浪能的最大功率跟踪。本发明设计了基于反步滑模法的最大波能捕获装置，分析了直驱式波浪能发电系统的工作原理。研究了波能捕获装置、永磁直线发电机的结构及数学模型。依据波浪入射频率和幅值，构造系统最优功率输出条件，采用id＝0的解耦方法，得到d‑q轴最优参考电流，通过滑模变结构控制跟踪最优参考电流，本发明反步滑模控制策略与传统的PID控制策略相比解决了海浪变频变幅值时无法实时跟踪最大功率的问题。

主权项：1.一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法，其特征在于，包括：S1、构建直驱式波浪能发电系统的动力学模型；所述步骤S1具体包括：S11、考虑波浪力对于浮子垂直方向上的力，将波能转换装置等效为由弹簧和质量块构成的振动结构，将其转化为以弹簧变形弹性势能和质量块运动动能的机械能形式，根据牛顿第二定律，直驱式波浪能发电装置的动力学方程为：fe+fg+fr+fh+f0＝m+m∞at1上式中，fe为海浪激励力；fg为永磁直线电机产生的电磁力的反作用力；fr为浮子运动产生的辐射力；f0为流体粘度引起的摩擦力；fh为浮力；m为浮体的质量；m∞为附加质量；t为时间；a是浮子的位移；其中：fh＝-khat2 上式中，kh为海水浮力的等效弹性刚度；R0为摩擦阻力系数；hr表示由辐射力产生的辐射系数；τ表示卷积项参数；S12、分析波与浮子的相互作用，计算出辐射函数，卷积积分项为以下等式： 上式中，Ar、Br、Cr为辐射力所对应的参数矩阵；S13、联立上述公式1-5，则直驱式波浪能发电系统的表达式表示为： 上式中，为海浪的速度,Ac、Bc、Cc、Dc为波浪发电系统所对应的参数矩阵，其中： S14、基于采样时间Ts离散，得到：xk+1＝Adxk+Bduk+Ddwk7ayk＝Cdxk7b其中，Ad、Bd、Cd为离散系统下波浪发电系统所对应的参数矩阵，Cd＝Cc；S15、经过坐标变化换后，通过以下方式表示永磁直线发电机的三相电： 其中，id和iq为dq轴的电流，为浮子的速度，Rg是定子绕组的电阻,Lg是同步电感,ε为永磁直线发电机的极距；S16、通过以下方式表示电磁力fg： 其中，Ld和Lq是dq轴的同步电感,是永磁直线电机的磁通；S17、从海浪中提取功率，如下所示：Pet＝-fgtx2t10S18、在采样时间Ts提取能量输出，如下所示：Et＝-Tsfgx2t11S19、直驱式波浪能发电系统的经济阶段成本函数，如下所示：le＝Tsfgx212S2、基于构建的动力学模型，采用经济模型预测控制方法，实现对海浪条件的实时预测，达到波浪能的最大功率跟踪。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连海事大学 一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法

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