基于偏移量控制的MPC算法在预扭叶片振动控制中的应用

简介

针对风力机叶片的不稳定振动，阐述基于偏移量控制的模型预测控制（MPC）算法在预扭叶片振动控制中的应用。结构模型是基于结构阻尼计算的2D预扭典型截面，基于通用2D挥舞/摆振模型进行挥舞角/摆振角的变换，纳入了不同预扭角度下的结构阻尼。气动力是基于拟合气动系数的“六级正弦和”模型。基于偏移量控制和给定目标值的MPC算法，研究基于时域响应的稳定性分析和振动控制方法。MPC控制算法基于状态空间描述，实现位移响应分析及控制信号展示，利用罚权值实现设定点跟踪和控制信号变换，并制约输出信号幅度，迫使其急速衰减。通过变化的结构阻尼、预测水平系数和不同的目标参数下的响应分析，并对比线性二次型控制结果，验证了MPC算法的鲁棒性。