[发明专利]一种海上风机的基准状态空间模型构建方法

权利要求书

1.一种海上风机的基准状态空间模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：

获取海上风机对应的高阶有限元模型和所述高阶有限元模型的前若干目标阶数分别对应的模态信息，其中，所述高阶有限元模型为单元数量大于预设值的动力分析模型；

根据各所述目标阶数分别对应的所述模态信息，确定正则坐标系下的振型矩阵和对角矩阵；

根据所述振型矩阵确定转换矩阵，根据所述转换矩阵和所述对角矩阵确定所述海上风机在正则坐标系下的目标运动方程，其中，所述转换矩阵用于反映广义坐标系与正则坐标系之间的转换关系；

根据所述目标运动方程，确定所述海上风机对应的基准状态空间模型，其中，所述基准状态空间模型用于反映正则坐标系下所述海上风机的荷载与时域响应之间的关系；

所述根据所述目标运动方程，确定所述海上风机对应的基准状态空间模型，包括：

根据所述目标运动方程，确定所述海上风机对应的连续状态空间模型，其中，所述连续状态空间模型用于反映正则坐标系下所述海上风机的荷载与时域响应之间的关系，所述连续状态空间模型对应的状态变量基于位移变量和速度变量确定；

对所述连续状态空间模型进行离散，得到所述基准状态空间模型。

2.根据权利要求1所述的海上风机的基准状态空间模型构建方法，其特征在于，所述根据所述目标运动方程，确定所述海上风机对应的连续状态空间模型，包括：

根据所述目标运动方程，确定系统矩阵；

获取预设的输入矩阵和输出矩阵，根据所述系统矩阵、所述输入矩阵以及所述输出矩阵确定所述连续状态空间模型，其中，所述系统矩阵和所述输入矩阵用于反映正则坐标系下所述海上风机的荷载与所述状态变量之间的关系，所述输出矩阵用于反映所述状态变量与正则坐标系下所述海上风机的时域响应之间的关系。

3.根据权利要求2所述的海上风机的基准状态空间模型构建方法，其特征在于，所述对所述连续状态空间模型进行离散，得到所述基准状态空间模型，包括：

对所述系统矩阵进行离散，得到离散系统矩阵；

获取单位对角矩阵，其中，所述单位对角矩阵为对角线上元素全为1的矩阵；

根据所述系统矩阵、所述离散系统矩阵、所述单位对角矩阵以及所述输入矩阵，确定离散输入矩阵；

根据所述离散系统矩阵、所述离散输入矩阵以及所述输出矩阵，确定所述基准状态空间模型。

4.根据权利要求1所述的海上风机的基准状态空间模型构建方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取试验海上风机对应的目标高阶有限元模型和若干候选基准状态空间模型，其中，各所述候选基准状态空间模型分别基于所述目标高阶有限元模型不同的前若干阶数的模态信息建立；

获取各所述候选基准状态空间模型分别对应的模型精度；

根据各所述候选基准状态空间模型分别对应的所述模型精度，确定前若干所述目标阶数。

5.根据权利要求4所述的海上风机的基准状态空间模型构建方法，其特征在于，每一所述候选基准状态空间模型对应的所述模型精度的确定过程包括：

根据该所述候选基准状态空间模型，获取基于目标荷载生成的广义坐标系下的第一时域响应数据；

根据所述目标高阶有限元模型，获取基于所述目标荷载生成的广义坐标系下的第二时域响应数据；

根据所述第一时域响应数据和所述第二时域响应数据，确定该候选基准状态空间模型对应的所述模型精度。

6.根据权利要求4所述的海上风机的基准状态空间模型构建方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述模型精度是否大于目标值，若否，对该候选基准状态空间模型对应的所述转换矩阵中的若干第一修正参数和第二修正参数进行修正，得到修正矩阵，其中，若干所述第一修正参数与该候选基准状态空间模型的前若干所述阶数的振型一一对应，所述第二修正参数与该候选基准状态空间模型的所述转换矩阵对应；

将所述修正矩阵作为该候选基准状态空间模型对应的所述转换矩阵，继续执行获取该候选基准状态空间模型的模型精度，判断所述模型精度是否大于目标值的步骤，直至所述模型精度大于所述目标值。