杨佳佳, 贺尔铭, 舒俊成

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

海上风能具有风速高和风切变小等优势，已成为最具开发价值的绿色能源之一[1]。作为远深海风能利用的重要载体，海上漂浮式风力机是一个复杂的风浪扰动-叶片桨距控制器-结构耦合的非线性系统。在随机风浪作用下，浮动平台、塔架和叶片等结构将产生巨大的振动响应，严重影响海上漂浮式风力机的结构可靠性。因此，采用不同控制方式提高海上漂浮式风力机的抗风浪干扰能力，抑制结构的振动响应，已成为当前海上漂浮式风力机研究的重要课题。

被动控制策略是提高海上漂浮式风力机抗风浪干扰能力的一种有效途径。2011年，Lackner等[2]首次利用质量调谐阻尼器(TMD)系统降低随机风浪对风力机振动的影响，并将机舱TMD模块集成到风力机振动特性分析软件FAST中。随后，Jin、He等[3-4]采用改进的人工鱼群算法(AFSA)优化了风力机TMD参数，结果表明，最优TMD能够显著降低风力机的塔顶前后(TTFA)挠度。2020年，Zhang[5]建立了旋转叶片-TMD的2-自由度(2-DOF)动力学模型，根据频率调谐公式，得到TMD的最优阻尼比，发现TMD的最优阻尼比取决于叶轮的旋转速度。Jahangiri等[6]采用三维摆调谐质量阻尼器(3D-PTMD)和双线性冲击调谐质量阻尼器(2PTMDs)减小Spar式风力机在风浪荷载作用下的三维振动，结果证明，二者均能有效降低风力机的振动响应，且2PTMDs的行程约为3D-PTMD的50%。

近几年，采用主动控制策略减小风力机结构振动逐渐成为一个研究热点。Horacio等[7]基于主动干扰抑制(ADR)的控制方式减小风力机的变频周期性负荷扰动，发现和被动控制相比，ADR可以进一步降低周期性负荷扰动对风力机结构振动的影响。……