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面向低风速风力机的风轮气动参数与最大功率点跟踪控制的一体化设计

摘要第5-7页
Abstract第7-9页
英文缩写对照表第13-14页
符号表第14-16页
1 绪论第16-30页
    1.1 研究背景第16-17页
    1.2 研究进展第17-26页
        1.2.1 风力机的本体与控制器分离设计第17-20页
        1.2.2 本体与控制器分离设计的局限性第20-23页
        1.2.3 一体化设计提升低风速风力机风能捕获效率的潜力第23-26页
    1.3 本文的研究工作第26-30页
        1.3.1 问题的提出第26-27页
        1.3.2 研究内容第27页
        1.3.3 研究成果第27-28页
        1.3.4 章节安排第28-30页
2 风力机本体参数对MPPT性能的影响分析及敏感参数提取第30-47页
    2.1 风力机闭环模型第30-32页
    2.2 影响因素的分类与提取第32-33页
    2.3 影响程度的评估指标第33-34页
    2.4 影响因素分析及敏感参数提取第34-45页
        2.4.1 影响因素的量化分析方法第34-35页
        2.4.2 影响因素的仿真分析结果第35-41页
        2.4.3 敏感本体参数的提取第41-45页
    2.5 小结第45-47页
3 考虑翼型外形对MPPT影响的翼型多攻角设计第47-56页
    3.1 翼型多攻角设计的必要性:叶素运行攻角分散分布第47-48页
    3.2 基于来流风能的叶素运行攻角分布的描述方法第48-49页
    3.3 翼型多攻角设计方法第49-51页
        3.3.1 目标函数第50页
        3.3.2 设计变量和约束条件第50-51页
        3.3.3 优化算法第51页
    3.4 仿真比较与分析第51-55页
        3.4.1 仿真基准和参数设置第51-52页
        3.4.2 设计攻角和权重系数的选择第52-53页
        3.4.3 优化结果及分析第53-55页
    3.5 小结第55-56页
4 考虑C_P-λ曲线的平缓度对MPPT影响的叶片气动优化第56-71页
    4.1 C_P-λ曲线的平缓度对MPPT的影响第56-57页
    4.2 基于来流风能的叶片运行叶尖速比分布的描述方法第57-59页
    4.3 叶片多工况优化问题中目标函数的定义第59-60页
    4.4 考虑C_P-λ曲线平缓度对MPPT影响的叶片多工况气动优化第60-64页
        4.4.1 基准风力机与仿真参数第60-61页
        4.4.2 目标函数的确定第61-62页
        4.4.3 设计变量和约束条件第62-63页
        4.4.4 优化算法及优化流程第63-64页
    4.5 仿真比较与分析第64-69页
        4.5.1 单工况设计算例第64页
        4.5.2 优化叶片的气动外形第64-65页
        4.5.3 优化叶片的闭环性能第65-67页
        4.5.4 多工况叶片与初始叶片的比较第67-68页
        4.5.5 多工况叶片与单工况叶片的比较第68-69页
    4.6 小结第69-71页
5 考虑C_P-λ曲线的λ_(opt)对MPPT影响的叶片气动优化第71-81页
    5.1 最优叶尖速比对风力机静、动态性能的影响第71-74页
        5.1.1 λ_(opt)对静态气动性能的影响第71-72页
        5.1.2 λ_(opt)对MPPT动态过程的影响第72-73页
        5.1.3 λ_(opt)通过影响C_(P.max)和MPPT动态过程而影响风能捕获效率第73-74页
    5.2 考虑λ_(opt)对MPPT影响的联合气动优化方法第74-77页
        5.2.1 传统分离逆设计和联合优化的结构比较第74-75页
        5.2.2 联合优化流程第75-77页
    5.3 仿真对比与分析第77-79页
    5.4 小结第79-81页
6 考虑C_Pλ-曲线的平缓度及λ_(opt)对MPPT影响的叶片气动优化第81-100页
    6.1 气动性能参数对p(U_(λ_j))的影响第81-83页
        6.1.1 最优叶尖速比:影响p(U_(λ_j))的敏感参数第81-83页
        6.1.2 最优叶尖速比对运行叶尖速比分布的影响机理第83页
    6.2 多工况目标函数:平均风能捕获效率第83-85页
        6.2.1 多工况目标函数的解释第83-84页
        6.2.2 多工况目标函数的更新策略第84-85页
    6.3 考虑C_P-λ曲线平缓度及λ_(opt)对MPPT影响的叶片气动优化第85-88页
        6.3.1 目标函数第85页
        6.3.2 设计变量和约束条件第85-87页
        6.3.3 优化算法和流程第87-88页
    6.4 仿真对比与分析第88-95页
        6.4.1 基准优化方法和风速第88页
        6.4.2 以NREL 1.5 MW风力机为基准的仿真分析第88-92页
        6.4.3 以NREL 5 MW风力机为基准的仿真分析第92-95页
    6.5 基于风力机动模实验平台的实验验证第95-98页
        6.5.1 风力机动模实验平台介绍第95-97页
        6.5.2 以NREL 1.5 MW风力机为基准的实验结果分析第97-98页
    6.6 小结第98-100页
7 总结与展望第100-102页
致谢第102-103页
参考文献第103-112页
附录第112-116页
    附录A 关于一体化设计中一些不确定因素的仿真说明第112-115页
        A.1 多工况优化方法中的△λ及r_(tot)取值第112页
        A.2 多工况优化方法中弦长的约束第112-113页
        A.3 联合优化的终止条件第113-115页
    附录B 攻读博士学位期间的学术成果第115-116页

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