[发明专利]一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机

权利要求书

1.一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机，其特征在于，包括浮式风机本体(1)、以及设置在浮式风机本体(1)上的智能调谐多液柱阻尼器系统；所述的智能调谐多液柱阻尼器系统包括调谐多液柱阻尼器(2)、数据采集器、信号处理器和作动控制器；

所述的调谐多液柱阻尼器(2)设置于浮式风机本体(1)的下部，包括多个相互连通、内部具有阻尼液体(5)的垂直管道(3)和水平管道(4)；

所述的数据采集器，包括波高仪(6)、浮子加速度感应器(7)、倾角传感器(8)和位移感应器(9)；在每个垂直管道(3)内部均安装一个所述的波高仪(6)；浮子加速度感应器(7)漂浮于水中；倾角传感器(8)和位移感应器(9)分别安装于浮式风机本体(1)的顶部；数据采集器将调谐多液柱阻尼器(2)内液柱高度、外部波浪频率、浮式风机转动和位移的实时数据传递给信号处理器；

所述的信号处理器，包括高频滤波模块、波浪识别模块、智能调频模块和应急处理模块；高频率波模块通过快速傅里叶变换将数据的时域信号转变为频域信号，去除5Hz以上高频信号后利用傅里叶逆变换返还滤波后的时域信号；波浪识别模块将浮子加速度感应器(7)获取的垂向加速度信号连续积分得到运动的位移信号，再通过快速傅里叶变换获得外部波浪主频率；智能调频模块通过实时迭代求解调谐多液柱阻尼器(2)的尺度参数，使之固有频率与外部波浪频率相一致；应急处理模块在检测到浮式风机转动角、位移异常时，采取应急措施；

作动控制器采用电力驱动，通过开关电源控制抽水泵(10)和吸水泵(11)运作，并分别通过控制转动轴(15)和滑轮(12)的正负旋转调节移动舱壁(17)和多孔介质层(18)的位置，从而实时保持调谐多液柱阻尼器(2)的自振周期与外部波浪一致，从而实现阻尼器效果的最大化；所述的抽水泵(10)和吸水泵(11)连接液体储存器(20)和调谐多液柱阻尼器(2)，在智能调频模块的控制下调整各垂直管道(3)内的平均水位即内液柱的长度；推杆(13)由转动轴(15)固定在垂直管道(3)外壁面上，利用旋转推动移动舱壁(17)，推杆(13)与移动舱壁(17)之间用随动轴(16)进行连接，从而改变垂直管道(3)的截面积A_v；滑轮(12)通过吊绳(14)控制多孔介质层(18)的高度。

2.根据权利要求1所述的一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机，其特征在于，所述的垂直管道(3)和水平管道(4)分别为3个。

3.根据权利要求1所述的一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机，其特征在于，所述的阻尼液体(5)的质量为浮式风机本体(1)总质量的1％至5％。

4.根据权利要求1或3所述的一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机，其特征在于，所述的阻尼液体(5)的质量为浮式风机本体(1)总质量的2％。

5.根据权利要求1所述的一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机，其特征在于，所述的波高仪(6)在长度方向上贯穿整个垂直管道3，其长度至少不小于垂直管道的长度。

6.根据权利要求1或5所述的一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机，其特征在于，所述的波高仪(6)在长度方向上贯穿整个垂直管道3，其长度为32m。

7.根据权利要求1所述的一种具有智能调谐多液柱阻尼器系统的浮式风机，其特征在于，所述的智能调频模块通过实时迭代求解调谐多液柱阻尼器(2)的尺度参数，使之固有频率与外部波浪频率相一致，所述的固有频率为：式中，A_v和A_h分别为垂直管道(3)和水平管道(4)的截面面积，L_v和L_h分别为垂直管道(3)和水平管道(4)的液柱长度，g为重力加速度；其中A_v的大小可通过调节移动舱壁(17)进行调节，L_v的液柱长度可通过抽水泵(10)和吸水泵(11)进行调节。