本发明专利技术提供了一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法、装置及系统，其中，该方法包括：在为待辨识的波浪发电装置设置能够控制波浪发电装置的运动状态的电机的情况下，控制电机向波浪发电装置的浮体施加作用力，以使得浮体处于目标运动状态，目标运动状态包括正弦运动状态和/或静止状态；基于作用力以及目标运动状态的运动参数确定波浪发电装置的水动力学参数。通过本发明专利技术实施例提供的技术方案，能够融合电机控制，从而可以为浮体设计目标运动状态，实现了对水动力学参数进行有针对性的高精度辨识；且能够识别几乎所有的水动力学参数，不需要对波浪发电装置进行额外的改造，成本也较低。本也较低。本也较低。
【技术实现步骤摘要】
辨识波浪发电装置水动力学参数的方法、装置及系统
[0001]本专利技术涉及波浪发电
，具体而言，涉及一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法、装置及系统。
技术介绍
[0002]波浪发电装置是能够获取波浪能的装置，其可以将波浪能转换为电能。波浪发电的相关控制算法需要根据装置的模型来设置，需要确定模型的水动力学参数。而波浪发电装置的系统模型复杂，无法从理论给出水动力学参数。目前一般可以通过数值仿真计算水动力学参数，常见方法为有限元法，其主要存在的问题有：1、有限元法计算的结果与实际系统可能存在误差；2、部分水动力学参数无法通过限元计算获取。
[0003]因此还需通过实验的方式辨识水动力学参数。已有实验辨识方法普遍是采用自由释放的方案，即控制波浪发电装置的浮体偏离平衡位置一定距离后让浮体自由运动，通过采集相关运动数据来计算水动力学参数，测试手段比较单一，难以实现多个参数的辨识。
技术实现思路
[0004]为解决现有存在的技术问题，本专利技术实施例提供一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法、装置及系统。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法，包括：
[0006]在待辨识的波浪发电装置的浮体与电机能够同步运动的情况下，将所述电机设置在电动机模式下，控制所述电机向所述波浪发电装置的所述浮体施加作用力，以使得所述浮体处于目标运动状态，所述目标运动状态包括正弦运动状态和/或静止状态；
[0007]基于所述作用力以及所述目标运动状态的运动参数确定所述波浪发电装置的水动力学参数。
[0008]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种辨识波浪发电装置水动力学参数的装置，包括：
[0009]控制模块，用于在待辨识的波浪发电装置的浮体与电机能够同步运动的情况下，将所述电机设置在电动机模式下，控制所述电机向所述波浪发电装置的所述浮体施加作用力，以使得所述浮体处于目标运动状态，所述目标运动状态包括正弦运动状态和/或静止状态；
[0010]辨识模块，用于基于所述作用力以及所述目标运动状态的运动参数确定所述波浪发电装置的水动力学参数。
[0011]第三方面，本专利技术实施例提供了一种辨识波浪发电装置水动力学参数的系统，用于实现如上所述的辨识波浪发电装置水动力学参数的方法，所述系统包括：波浪发电装置、固定平台和电机控制器；
[0012]所述波浪发电装置设置在所述固定平台上，所述波浪发电装置的浮体能够自由运
动；所述波浪发电装置的电机能够通过连接结构向所述浮体施加作用力；
[0013]所述电机控制器与所述电机相连，用于控制所述电机的运动状态。
[0014]本专利技术实施例提供的辨识波浪发电装置水动力学参数的方法、装置及系统，能够识别浮体与电机同步运动的波浪发电装置的水动力学参数，本实施例将电机设置在电动机模式下，从而利用该电机可以控制浮体处于比较简单的目标运动状态，进而能够比较简单准确地确定波浪发电装置的水动力学参数。该方法融合了电机控制，从而可以为浮体设计目标运动状态，实现了对水动力学参数进行有针对性的高精度辨识；该方法能够识别几乎所有的水动力学参数，能够辨识传统方法无法辨识的参数，且其不需要对波浪发电装置进行额外的改造，成本也较低。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或
技术介绍
中的技术方案，下面将对本专利技术实施例或
技术介绍
中所需要使用的附图进行说明。
[0016]图1示出了本专利技术实施例所提供的一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法的流程图；
[0017]图2示出了本专利技术实施例所提供的辨识波浪发电装置水动力学参数的系统的一种结构示意图；
[0018]图3示出了本专利技术实施例所提供的另一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法的流程图；
[0019]图4示出了本专利技术实施例所提供的一种辨识波浪发电装置水动力学参数的装置的结构示意图；
[0020]图5示出了本专利技术实施例所提供的一种用于执行辨识波浪发电装置水动力学参数的方法的电子设备的结构示意图。
[0021]图标：
[0022]10
‑
电机、11
‑
连接结构、20
‑
固定平台、30
‑
电机控制器、40
‑
测试水槽、41
‑
水面、100
‑
波浪发电装置。
具体实施方式
[0023]下面结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例进行描述。
[0024]本专利技术实施例提供的辨识波浪发电装置水动力学参数的方法通过波浪发电装置的电机控制波浪发电装置的浮体的运动状态，以能够确定该波浪发电装置的水动力学参数。图1示出了本专利技术实施例所提供的一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
[0025]步骤101：在待辨识的波浪发电装置的浮体与电机能够同步运动的情况下，将电机设置在电动机模式下，控制电机向波浪发电装置的浮体施加作用力，以使得浮体处于目标运动状态，目标运动状态包括正弦运动状态和/或静止状态。
[0026]本专利技术实施例中，在需要辨识某波浪发电装置的水动力学参数时，若该波浪发电装置的浮体与电机能够同步运动，即电机与浮体的运动状态是同步变化的，此时可以通过控制电机的运动状态实现对浮体运动状态的控制。在这种情况下，本专利技术实施例将波浪发
电装置中原本用于发电的电机(发电机)改为工作在电动机的模式下，即将发电机作为电动机，基于该电机控制波浪发电装置的浮体的运动状态，例如，控制该浮体的位移、速度、加速度等，基于电机施加到浮体的作用力来确定该波浪发电装置的水动力学参数。例如，本实施例控制波浪发电装置运动状态的原理可参见图2所示，波浪发电装置100包括电机10、连接装置11和浮体12，电机10通过连接结构11与该波浪发电装置的浮体12传动连接，电机控制器30可以控制电机10的运动状态，使得电机10向浮体12提供作用力，改变浮体12的运动状态，使得浮体12处于所需的运动状态，即目标运动状态。如图2所示，电机10可以驱动浮体12上下运动。
[0027]其中，为了能够方便准确地确定该波浪发电装置的水动力学参数，本专利技术实施例中，电机控制浮体处于所需的运动状态，即目标运动状态，该目标运动状态具体可以为正弦运动状态和/或静止状态。具体地，该正弦运动状态指的是波浪发电装置的浮体上下运动时的位移、速度、加速度等运动参数随时间正弦变化。例如，该浮体的位移幅值为S，角频率为ω，则浮体的位移s、速度v、加速度a随时间变化为：
[0028][0029]或者，在电机向浮体施加非零的作用力的情况下，也可以控制浮体处于静止状态，即浮体的速度和加速度均为零，其位移可以为零，也可以不为零，具体可基于实际情况而定。
[0030]本领域技术人员可以理解，本实施例所述的“控制电机向波浪发电装置的浮体施加作用力”指的是通过控制电机可以向波浪发电装置的浮体施加作用力，其目的在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种辨识波浪发电装置水动力学参数的方法，其特征在于，包括：在待辨识的波浪发电装置的浮体与电机能够同步运动的情况下，将所述电机设置在电动机模式下，控制所述电机向所述波浪发电装置的所述浮体施加作用力，以使得所述浮体处于目标运动状态，所述目标运动状态包括正弦运动状态和/或静止状态；基于所述作用力以及所述目标运动状态的运动参数确定所述波浪发电装置的水动力学参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所确定的所述水动力学参数包括：拖曳阻尼、附加质量、附加阻尼中的至少一项；所述控制所述电机向所述波浪发电装置的所述浮体施加作用力，以使得所述浮体处于目标运动状态，包括：在未向所述波浪发电装置施加波浪的情况下，控制所述电机向所述浮体施加变化的作用力，以使得所述浮体处于正弦运动状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述电机向所述浮体施加变化的作用力，以使得所述浮体处于正弦运动状态，包括：控制所述电机向所述浮体施加变化的第一作用力，以使得所述浮体处于第一正弦运动状态；以及控制所述电机向所述浮体施加变化的第二作用力，以使得所述浮体处于第二正弦运动状态，所述第二正弦运动状态与所述第一正弦运动状态的角频率相同、幅值不同；所述基于所述作用力以及所述目标运动状态的运动参数确定所述波浪发电装置的水动力学参数，包括：基于所述第一作用力与所述第二作用力之间的差异，以及所述第一正弦运动状态与所述第二正弦运动状态的运动参数之间的差异，确定所述波浪发电装置的拖曳阻尼；所述拖曳阻尼R
D
满足：其中，f
g1
表示所述第一作用力，f
g2
表示所述第二作用力，ω1表示所述第一正弦运动状态和所述第二正弦运动状态的角频率，S1表示表示所述第一正弦运动状态的幅值，η表示所述第二正弦运动状态的幅值与所述第一正弦运动状态的幅值的比值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述电机向所述浮体施加变化的作用力，以使得所述浮体处于正弦运动状态，包括：控制所述电机向所述浮体施加变化的第三作用力，以使得所述浮体处于第三正弦运动状态；所述基于所述作用力以及所述目标运动状态的运动参数确定所述波浪发电装置的水动力学参数，包括：在已确定所述波浪发电装置的拖曳阻尼和浮力系数的情况下，基于所述第三作用力以及所述第三正弦运动状态的运动参数确定所述波浪发电装置的附加质量和/或附加阻尼。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第三作用力以及所述第三正弦运动状态的运动参数确定所述波浪发电装置的附加质量和/或附加阻尼，包括：
基于所述第三作用力以及所述第三正弦运动状态的运动参数描述所述波浪发电装置随时间变化的动力学模型；基于所述动力学模型中的正弦分量的幅度值确定所述波浪发电装置的附加质量，和/或，基于所述动力学模型中的余弦分量的幅度值确定所述波浪发电装置的附加阻尼；所述附加质量m
a
满足：所述附加阻尼R
a
满足：其中，α表示正弦分量的幅度值，β表示余...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖曦，黄宣睿，林泽川，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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