[发明专利]一种提高海浪能捕获效率的方法

权利要求书

1.一种提高海浪能捕获效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：波浪发电装置实时捕获波浪频率、波高信息；

S2：根据波高、频率信息，利用UKF算法预估波浪主频率；

S3：将步骤S2得到的预估结果送入功率优化模块，计算参考电流，并设计自适应快速终端滑模控制器，利用自适应快速终端滑模控制器跟踪参考电流；

S4：通过SVPWM控制机侧变流器，实现对直驱式波浪发电装置的控制，提高波浪能的捕获效率。

2.根据权利要求1所述的一种提高海浪能捕获效率的方法，其特征在于，所述步骤S2根据波高、频率信息，利用UKF算法预估波浪主频率的具体过程如下：

将不规则波浪看作为无数个规则波的叠加，得到波浪激励力的数学模型：

f_d(t)＝A(t)sin(ω(t)t+φ(t))+μ(t)； (1)

式(1)仲，f_d(t)为在t时刻的波浪激励力；A(t)、ω(t)、Ф(t)为主频率下的时变参数，分别表示波浪力的幅值、角频率和相位；μ(t)为零均值随机噪声，表示其他谐波下的波浪激励力；

设定采样时间为T_s，采样数为k，系统状态变量为：

利用式(2)，以递归形式得到系统状态方程，为此假定波浪力初始的幅值、角频率和初相位为常数，通过和差化积三角函数关系，可得系统状态转移矩阵A_x：

假设海况变化不大，结合式(2)、(3)，可得系统状态空间模型：

x(k)＝A_xx(k-1)+q(k-1) (4)

式(4)中，过程噪声q(k-1)考虑了不规则波浪中A(k)、ω(k)、Ф(k)时变性质，模拟波浪力状态的不确定性；

将式(1)作为系统的观测方程：

y(k)＝Cx(k)+μ(k) (5)

其中矩阵C为：

C＝[1 0 0] (6)

式(5)中，μ(k)为输出方程的观测误差，作为其他谐波下激励力信号；结合式(4)、(5)，所提非线性系统可表示为：

通过采样点信息，利用UKF算法预估所建系统模型状态；依靠算法优势可得波浪激励力主频率和幅值的预估值：