高风速下马格努斯风力机叶片动力学建模与主动控制研究的开题报告_第1页
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高风速下马格努斯风力机叶片动力学建模与主动控制研究的开题报告一、选题背景与意义随着全球能源危机的日益加剧，清洁能源的开发与利用已成为全球关注的热点。风能作为一种不污染、不限量、分布广泛的新能源，对于解决环境污染和CO2排放等问题具有重要意义。风力发电已成为全球清洁能源发电的主要方式之一，马格努斯风力机作为风力发电机的一种重要形式，被广泛应用于风能利用领域。在实际风场环境中，马格努斯风力机运转过程中会受到大风影响，尤其对于高风速下的马格努斯风力机来说，其叶片的动态特性对于机组能量产生和机组安全运行具有重要的影响。因此，基于高风速下的马格努斯风力机的动力学建模和主动控制研究，可以为提高机组产能和安全运行水平提供重要的理论基础。二、研究内容1.马格努斯风力机叶片动力学建模高风速下马格努斯风力机叶片的动态响应特征受到多种因素的影响，如风速、转速、叶片刚度和阻尼等。本文将基于马格努斯风力机的基本结构特点和高风速下叶片的动力特性分析，建立高风速下马格努斯风力机叶片动力学模型。2.马格努斯风力机主动控制算法设计基于所建立的马格努斯风力机叶片动力学模型，本文将设计适应于高风速下的马格努斯风力机的主动控制算法。针对不同的高风速工况，设计不同的控制策略，以实现马格努斯风力机的安全、高效运行。三、预期研究成果1.高风速下马格努斯风力机叶片动力学模型，包括叶片的结构模型、动态特性模型、风力模型和质量模型等。2.针对高风速下的马格努斯风力机设计出有效的主动控制算法，使得机组在极端风速下依然能够安全、高效运行。3.实验验证，验证所建立的动力学模型和设计的主动控制算法的可靠性和有效性。四、研究方法1.理论分析法，包括叶片结构的力学分析、风力特性分析、质量特性分析和动态特性分析等。2.数值模拟法，利用计算流体力学（CFD）程序进行高风速下马格努斯风力机的数值仿真，获取叶片的性能参数和动态特性。3.实验验证法，设计高风速下马格努斯风力机的实验系统，对所建立的叶片动力学模型和主动控制算法进行验证。五、论文结构第一章绪论1.1选题背景与意义1.2国内外研究现状分析1.3研究内容和方法1.4论文结构安排第二章马格努斯风力机叶片动力学模型2.1马格努斯风力机的基本结构特点2.2叶片的结构模型2.3风力模型2.4质量模型2.5动态特性模型第三章马格努斯风力机主动控制算法设计3.1高风速工况下马格努斯风力机的主动控制策略3.2控制算法设计3.3控制器设计第四章数值仿真4.1建立CFD数值仿真模型4.2数值仿真结果分析第五章实验验证5.1实验系统设计5.2实验数据采集和处理5.

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