风电叶片双轴疲劳加载控制方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及风电叶片的疲劳测试领域，尤其是涉及一种风电叶片双轴疲劳加载控制方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、风电叶片(或可称为风机叶片，后简称叶片)在量产前通常需要经过全尺寸的静力测试和疲劳测试，需要将叶片在挥舞方向和摆振方向分别进行数百万次的疲劳振动，由于风电技术不断革新发展，叶片的尺寸越来越大，为了使得疲劳测试更加高效并且使得叶片在测试中的载荷承受情况更加符合实际运行情况，双轴疲劳测试逐渐成为主流。所谓双轴疲劳测试即叶片在挥舞方向和摆振方向同时疲劳振动的测试方法。

2、现有技术中，可通过激振设备对叶片在挥舞方向和摆振方向同时施加初始激励，然后观察叶片的应变(或者振动)情况，在特定时刻进行下一次激励，然而，这样的测试方法往往需要人工判断并确定下一次激励的参数(例如激振频率、激振时刻等等)，无法适应叶片在测试过程中的动态变化，进而造成测试精确度差，测试效果不佳的现象。

3、可见，现有技术存在无法适应叶片在测试过程中的动态变化，测试精确度差、测试效果不佳的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种风电叶片双轴疲劳加载控制方法、装置、设备及介质，解决了现有技术中存在的无法适应叶片在测试过程中的动态变化，测试精确度差、测试效果不佳的问题。

2、本发明提供了一种风电叶片双轴疲劳加载控制方法，包括：

3、获取风电叶片的当前应变数据并解耦得到第一分量信号和第二分量信号；第一分量信号表征了风电叶片在摆振方向的分量信号，第二分量信号表征了风电叶片在挥舞方向的分量信号。

4、根据第一分量信号、第二分量信号以及预设的相位信息，确定风电叶片的目标激振相位。

5、控制激振设备根据第一分量信号、第二分量信号以及目标激振相位对风电叶片加载激励。

6、本发明通过实时获取风电叶片的应变数据，并利用该数据解耦得到的第一分量信号和第二分量信号以及预设的相位信息，确定风电叶片的目标激振相位，进而能够自动调节激励和响应之间的相位差，以使得叶片在同等激励幅值下达到最大响应，可见，本发明能够根据叶片的动态响应(或可理解为叶片的实时应变数据)确定下一次激励的目标激振相位，因而能够实时适应叶片在测试过程中的动态变化，有利于提高测试精确度和测试效果。

7、可选的，目标激振相位包括对应于摆振方向的第一目标激振相位，预设的相位信息包括第一预设相位信息。根据第一分量信号、第二分量信号以及预设的相位信息，确定风电叶片的目标激振相位，包括：

8、获取第一分量信号的相位信息和第一预设相位信息，第一预设相位信息所表征的相位能够使得激振设备在第一分量信号的正峰值所对应的时刻加载激励。

9、根据第一分量信号的相位信息和第一预设相位信息，确定第一相位差。

10、若第一相位差小于或等于90°，则：确定第一分量信号的相位作为第一目标激振相位。

11、若第一相位差大于90°，则：确定相较于第一分量信号超前180°或者滞后180°的相位为第一目标激振相位。

12、可选的，目标激振相位还包括对应于挥舞方向的第二目标激振相位，预设的相位信息还包括第二预设相位信息。根据第一分量信号、第二分量信号以及预设的相位信息，确定风电叶片的目标激振相位，还包括：

13、获取第二分量信号的相位信息和第二预设相位信息，第二预设相位信息所表征的相位能够使得激振设备在第二分量信号的正峰值所对应的时刻加载激励。

14、根据第二分量信号的相位信息和第二预设相位信息，确定第二相位差。

15、若第二相位差小于或等于90°，则：确定第二分量信号的相位作为第二目标激振相位。

16、若第二相位差大于90°，则：确定相较于第二分量信号超前180°或者滞后180°的相位为第二目标激振相位。

17、可选的，控制激振设备根据第一分量信号、第二分量信号以及目标激振相位对风电叶片加载激励，包括：

18、确定第一分量信号的频率为目标摆振频率，确定第二分量信号的频率为目标挥舞频率。

19、控制激振设备根据目标摆振频率、目标挥舞频率、第一目标激振相位以及第二目标激振相位对风电叶片加载激励。

20、本发明实施例能够实施获取风电叶片在摆振方向的第一分量信号，并将该第一分量信号作为下一次激振的目标摆振频率，实时获取风电叶片在挥舞方向的第二分量信号，并将该第二分量信号作为下一次激振的目标挥舞频率，可见，本发明实施例能够动态跟踪叶片挥舞和摆振方向的频率，使得疲劳测试进一步适应风电叶片的动态变化，有利于进一步提高测试精确度和测试效果。

21、可选的，控制激振设备根据第一分量信号、第二分量信号以及目标激振相位对风电叶片加载激励之后，还包括：

22、获取风电叶片摆振方向的当前应变信息以及对应的参考应变信息。

23、若风电叶片摆振方向的当前应变信息大于对应的参考应变信息，则：控制激振设备减小摆振方向的激励幅值。

24、若述风电叶片摆振方向的当前应变信息小于对应的参考应变信息，则：控制激振设备增大摆振方向的激励幅值。

25、可选的，在控制激振设备根据第一分量信号、第二分量信号以及目标激振相位对风电叶片加载激励之后，还包括：

26、获取风电叶片挥舞方向的当前应变信息以及对应的参考应变信息。

27、若风电叶片挥舞方向的当前应变信息大于对应的参考应变信息，则：控制激振设备减小挥舞方向的激励幅值。

28、若风电叶片挥舞方向的当前应变信息小于对应的参考应变信息，则：控制激振设备增大挥舞方向的激励幅值。

29、本发明实施例能够根据参考应变信息和实时获取的风电叶片的当前应变信息，自动调节挥舞方向和摆振方向激励幅值的大小，实现闭环控制，提高了整个疲劳测试过程的自动化程度，有利于提升测试效率，节省测试时间。

30、可选的，第一分量信号和第二分量信号是通过对当前应变数据采用数字滤波技术解耦之后得到的。

31、本发明还提供了一种风电叶片双轴疲劳加载控制装置，包括：

32、信息获取模块，用于获取风电叶片的当前应变数据并解耦得到第一分量信号和第二分量信号；

33、分析确定模块，用于根据第一分量信号、第二分量信号以及预设的相位信息，确定风电叶片的目标激振相位；

34、加载激励控制模块，用于控制激振设备根据第一分量信号、第二分量信号以及目标激振相位对风电叶片加载激励。

35、本发明还提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，

36、存储器，用于存储代码和相关数据；

37、处理器，用于执行存储器中的代码用以实现上述各实施例及其可能的实施方式中所涉及的方法。

38、本发明还提供了一种存储介质，包括其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明上述各实施例及其可能的实施方式中所涉及的方法。

技术特征：

1.一种风电叶片双轴疲劳加载控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风电叶片双轴疲劳加载控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述目标激振相位包括对应于摆振方向的第一目标激振相位，所述预设的相位信息包括第一预设相位信息；

3.根据权利要求2所述的风电叶片双轴疲劳加载控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述目标激振相位还包括对应于挥舞方向的第二目标激振相位，所述预设的相位信息还包括第二预设相位信息；

4.根据权利要求3所述的风电叶片双轴疲劳加载控制方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：

5.根据权利要求1所述的风电叶片双轴疲劳加载控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的风电叶片双轴疲劳加载控制方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求4所述的风电叶片双轴疲劳加载控制方法，其特征在于，所述第一分量信号和所述第二分量信号通过对所述当前应变数据采用数字滤波技术解耦之后得到。

8.一种风电叶片双轴疲劳加载控制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器与存储器，

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及一种风电叶片双轴疲劳加载控制方法、装置、设备及介质，风电叶片双轴疲劳加载控制方法包括获取风电叶片的当前应变数据并解耦得到第一分量信号和第二分量信号；第一分量信号表征了风电叶片在摆振方向的分量信号，第二分量信号表征了风电叶片在挥舞方向的分量信号。根据第一分量信号、第二分量信号以及预设的相位信息，确定风电叶片的目标激振相位。控制激振设备根据第一分量信号、第二分量信号以及目标激振相位对风电叶片加载激励。本发明能够实时适应叶片在测试过程中的动态变化，有利于提高测试精确度和测试效果。

技术研发人员：周爱国,施金磊,马怡,朱玉田,乌建中
受保护的技术使用者：上海中帧机器人控制技术发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15