一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法技术

本发明专利技术提供一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法，包括：构建直驱式波浪能发电系统的动力学模型；基于构建的动力学模型，采用经济模型预测控制方法，实现对海浪条件的实时预测，达到波浪能的最大功率跟踪。本发明专利技术设计了基于反步滑模法的最大波能捕获装置，分析了直驱式波浪能发电系统的工作原理。研究了波能捕获装置、永磁直线发电机的结构及数学模型。依据波浪入射频率和幅值，构造系统最优功率输出条件，采用id＝0的解耦方法，得到d

【技术实现步骤摘要】
一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法


[0001]本专利技术涉及新能源应用
，具体而言，尤其涉及一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法。

技术介绍

[0002]基于终端等式约束的经济模型预测控制作为一种最大波能捕获控制算法，目前还未广泛应用在新能源领域。经济模型预测控制应用于单个点吸收式波浪发电系统时考虑了能量传输系统机械极限的约束，基于波况实时预测滚动优化当前控制动作以追踪浮体的最优速度，具有较强的鲁棒性，仿真结果也更接近于实际的控制效果。然而波浪能发电的关键技术就是提高波浪发电系统的功率捕获和能量转换效率，要想实现波浪能的最大波能捕获，需使波能转换系统的运动频率与海浪的运动频率相等，即达到共振来实现波浪能的最大波能捕获。考虑到直线发电机的特性和波能转换系统的动力学模型，通过经济模型预测控制捕获到最优电磁力参考值经过电机控制，改变波能转换系统的运动频率，使整个系统达到共振。
[0003]由于海浪的频率幅值不稳定，实际海况比较复杂，以及现有技术的不足，波浪能最大波能捕获技术的发展并不理想，不能有效并实时的实现最大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法，其特征在于，包括：S1、构建直驱式波浪能发电系统的动力学模型；S2、基于构建的动力学模型，采用经济模型预测控制方法，实现对海浪条件的实时预测，达到波浪能的最大功率跟踪。2.根据权利要求1所述的终端等式约束的经济模型预测最大波能捕获方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S11、考虑波浪力对于浮子垂直方向上的力，将波能转换装置等效为由弹簧和质量块构成的振动结构，将其转化为以弹簧变形弹性势能和质量块运动动能的机械能形式，根据牛顿第二定律，直驱式波浪能发电装置的动力学方程为：上式中，f
e
为海浪激励力；f
g
为永磁直线电机产生的电磁力的反作用力；f
r
为浮子运动产生的辐射力；f0为流体粘度引起的摩擦力；f
h
为浮力；m为浮体的质量；m
∞
为附加质量；t为时间；a是浮子的位移；其中：f
h
＝
‑
k
h
a(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)(2)上式中，k
h
为海水浮力的等效弹性刚度；R0为摩擦阻力系数；h
r
表示由辐射力产生的辐射系数；τ表示卷积项参数；S12、分析波与浮子的相互作用，计算出辐射函数，卷积积分项为以下等式：函数，卷积积分项为以下等式：上式中，A
r
、B
r
、C
r
为辐射力所对应的参数矩阵；S13、联立上述公式(1)
‑
(5)，则直驱式波浪能发电系统的表达式表示为：上式中，u(t)＝f
g
(t),为海浪的速度,A
c
、B
c
、C
c
、D
c
为波浪发电系统所对应的参数矩阵，其中：应的参数矩阵，其中：
S14、基于采样时间T
s
离散，得到：x(k+1)＝A
d
x(k)+B
d
u(k)+D
d
w(k)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7a)y(k)＝C
d
x(k)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7b)其中，A
d
、B
d
、C
d
为离散系统下波浪发电系统所对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余明裕，王泊桦，李仲昆，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：