张志强, 乔印虎

(1.安徽工程大学机械工程学院,安徽 芜湖241000;2.安徽科技学院机械工程学院 安徽 凤阳233100)

0 引 言

压电材料作为一种新型智能材料,能够实现机电转换,目前在航空航天、船舶、机器人等领域具有广泛应用,20世纪以来随着新能源产业的迅速发展,在风力机上使用压电材料已经成为一种趋势。Jason Laks(2011)等[1]用光纤作为传感器对风况进行检测,实现叶片振动预控制,Hakim Boudaoud[2]对带有压电和粘弹性层的复合结构进行了有限元分析并开展主动控制研究。John Arrigan[3]针对风力机叶片的襟翼振动,提出采用半主动调谐质量阻尼器进行控制。张明明(2018)等[4]研发了安装有柔性尾缘襟翼的“智能桨叶”的整体风力机气动伺服弹性仿真平台,按方位角不同特性区域对襟翼有针对性地进行控制,进而减小作动器损耗,提高作动器控制效率和使用寿命,最终达到风机叶片降载延寿效果。乔印虎[5]等对复合材料风力机叶片采用压电板壳进行建模分析,基于压电驱动风力机叶片悬臂梁动力学模型[9],

针对能量集中的一阶、二阶模态进行控制,采用模糊PID算法对复合材料风力机叶片的振动进行主动控制。并对系统进行仿真模拟,结果表明使用模糊PID控制算法对风力机叶片振动抑制比传统PID控制有更好的效果。

1 系统模型

采用压电复合材料的风力机叶片振动能量主要集中在一阶、二阶,振动形式以挥舞为主。将压电材料嵌入到两层玻璃钢中间可等效为悬臂梁。悬臂梁运动状态……