风电叶片两点疲劳加载控制系统设计及验证

【摘要】：针对目前风电叶片单点疲劳加载系统存在弯矩分布精度误差较大以及系统驱动能力不足的问题,首次提出了两点疲劳加载新方法。然而基于叶片柔性连接且非共面的两个加载源之间存在空间耦合,导致两者振动不同步,因此,对两点疲劳加载控制系统进行了研究。控制系统采用上位机—主控制器—从控制器—执行装置的网络构架模式。主、从控制器为西门子S7-200PLC,通过虚拟仪器软件LabVIEW进行数据采集以及现场监控;为使两加载源转速和相位均同步,采用基于变增益交叉耦合控制器的速度并行控制算法和PID相位控制,增强了系统的抗干扰性。最后,将设计的控制系统应用于某小型风电叶片的疲劳试验,试验结果表明该系统控制效果良好且稳定,并可缩短试验周期。 【作者单位】： 山东理工大学机械工程学院;
【关键词】： 风电叶片 两点疲劳加载 控制系统 LabVIEW 同步控制 疲劳试验
【基金】：国家自然科学基金(51305243,51405275) 中国博士后科学基金(2015M571840) 山东省自然科学基金(ZR2014EL027)
【分类号】：TM315
【正文快照】： 1引言叶片是接受风能的最主要部件,其良好的强度、刚度以及可靠的性能是保证风力发电机组稳定运行的先决条件。研究结果表明,由于长期受交变载荷的影响,疲劳破坏是风电叶片最主要的失效方式之一[1-2],而风电叶片的使用寿命在很大程度上取决于其疲劳寿命[3-4]。因此,对叶片进行

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