Введение
1. Анализ работ по исследованию ветродвигателей 6
1.1. Происхождение ветра, ветровые зоны России 6
1.2. Классификация ветродвигателей по принципу работы 10
1.3. Работа плоской поверхности при действии на нее силы ветра 14
1.4. Работа ветрового колеса 17
1.5. Понятие идеального ветряка 20
1.6. Теория реального ветряка. Работа элементарных лопастей ветроколеса. Первое уравнение связи 21
1.7. Теория реального ветряка. Второе уравнение связи 27
1.8. Момент и мощность всего ветряка 28
1.9. Системы управления ветроэнергетическими установками 30
1.10. Обзор работ по моделированию ВЭУ 31
1.11. Постановка задачи исследования 32
2. Теоретические предпосылки исследования 34
2.1. ВЭУ как инверсный мехатронный объект 34
2.2. Модель ВК и Генератора 38
2.3. Механическая часть ВЭУ 39
2.3.1. Кинематическая схема МПЛ и его математическая модель 43
2.3.2. Аналитическая зависимость угла поворота лопасти от перемещения гайки ШВПД. 45
2.3.3. Зависимость пергмегцения гайки ШВПД от частоты вращения двигателя 45
2.3.4. Зависимость усилия, действующего вдоль ходового винта ШВПД от момента шарнирного на лопасти ВК 47
2.3.5. Модель рысканья гондолы 48
2.4. Модели ветровых нагрузок 48
2.4.1. Предельный рабочий порыв ветра 51
2.4.2. Предельный когерентный порыв ветра 53
2.4.3. Предельное изменение направления 54
2.4.4. Предельный когерентный порыв ветра с изменением направления 56
2.4.5. Предельный сдвиг (градиент) ветра 57
2.4.6. Турбулентность ветра 59
2.4.7. Вероятностные модели турбулентности 60
2.4.8. Детерминированное описание турбулентности 63
2.5. Анализ информационно-управляющей системы ВЭУ 64
2.5.1. Датчики системы 66
2.5.2. Исполнительные органы СУ. 66
2.5.3. Структура СУ. 67
2.5.4. Режимы работы ВЭУ. 69
2.5.5. Программное обеспечение СУ 78
2.6. Параметры настройки 92
2.7. Выводы 96
3. Компьютерная модель ВЭУ " 91
3.1. Общая структура модели 97
3.2. Реализация модели ветроколеса и генератора 100
3.3. Реализация моделей ветра 106
3.4. Реализация модели привода поворота лопастей 111
3.5. Реализация алгоритма работы САУ для мат. Моделирования 113
3.6. Работа с моделью 116
3.7. Реализация "подмены" реальных датчиков СУ для полунатурного моделирования 123
3.8. Методика выбора характеристик 128
3.9. Выводы 133
Выводы и рекомендации по результатам работы 134
Библиографический список
