[发明专利]非对称翼型垂直轴风力机的变桨控制方法及系统

权利要求书

1.一种非对称翼型垂直轴风力机的变桨控制方法，其特征在于：风力机包括连杆，连杆两端分别设置有一个非对称的桨叶，连杆的中心设置有一个垂直地面的转轴，所述转轴上设置有控制桨叶的变桨执行机构，变桨执行机构设置有与桨叶连接的调整杆，所述调整杆为液压伸缩杆，风力机上还设置有风向仪和风速仪，连杆上设置有角度传感器；则变桨执行机构的最优桨距角控制规律为：

其中，θ_p为最优桨距角，Ψ为桨叶方位角，即风向沿逆时针旋转到翼型圆周内法线时转过的角度，通过风向仪和角度传感器的数值即可得到桨叶方位角；为叶尖速度比，R为旋转半径，Ω为转速，v_in为风速，即风速仪的数值；

c₁、c₂、c₃、b_L和b_D为升力系数表达式C_L(α)＝c_0L+c₁(α+b_L)+c₃(α+b_L)³和阻力系数表达式C_D(α)＝c_0D+c₂(α+b_D)²中的气动系数，α为攻角，表示相对风速v_r与翼型弦线之间的夹角，v_r＝v_in-RΩ；将根据控制规律得到的桨距角输出给变桨执行机构，所述变桨执行机构控制调整杆对桨叶进行变桨控制。

2.根据权利要求1所述的一种非对称翼型垂直轴风力机的变桨控制方法，其特征在于：所述变桨控制机构的信号输出端与液压系统通信连接。

3.一种非对称翼型垂直轴风力机的变桨控制系统，其特征在于：包括连杆，连杆两端分别设置有一个非对称的桨叶，连杆的中心设置有一个垂直地面的转轴，所述转轴上设置有控制桨叶的变桨执行机构，变桨执行机构设置有与桨叶连接的调整杆，所述调整杆为液压伸缩杆，风力机上还设置有风向仪和风速仪，连杆上设置有角度传感器，风速仪、风向仪和角度传感器的信号输出端与控制器通信连接，控制器的信号输出端与变桨执行机构通信连接；所述控制器基于风速仪和风向仪的采集数据输出控制桨距角，控制器的控制规律为

其中，θ_p为最优桨距角，Ψ为桨叶方位角，即风向沿逆时针旋转到翼型圆周内法线时转过的角度，为叶尖速度比，R为旋转半径，Ω为转速，v_in为风速；

c₁、c₂、c₃、b_L和b_D为升力系数表达式C_L(α)＝c_0L+c₁(α+b_L)+c₃(α+b_L)³和阻力系数表达式C_D(α)＝c_0D+c₂(α+b_D)²中的气动系数，α为攻角，表示相对风速v_r与翼型弦线之间的夹角，v_r＝v_in-RΩ。