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随着风力发电技术的不断发展,风力机的设计功率与叶片尺寸越来越大。其中,叶片尺寸增大导致了风力机的疲劳载荷与极限载荷增加,增加了风力机的维护成本,降低了风力机的运行效率。在此背景下,研究者们提出了智能叶片概念。本文将重点关注智能叶片风力机的降载与功率控制技术,以NREL5MW参考风力机为研究对象,对带有尾缘襟翼的风力机智能叶片展开气动性能与控制研究,主要研究成果如下:(1)为研究尾缘襟翼装置对风力机的降载作用,开发了带有尾缘襟翼结构的智能叶片风力机仿真平台。进而,针对风力机叶片疲劳载荷的周期性和波动性,提出了基于预测控制的多模型多变量动态矩阵控制方法并设计了 IF控制器,对智能叶片风力机的叶片叶根挥舞弯矩进行控制仿真。结果表明,在使用d-q变换的情况下,IF控制器能够有效减小叶根挥舞弯矩波动,与不使用d-q变换的MPC控制器相比,其控制效果较好。(2)针对尾缘襟翼角度与叶轮功率之间的弱非线性关系,提出了带有输出校正环节的动态矩阵控制方法,以平滑功率为目标对风力机进行控制仿真。结果表明,采用改进DMC方法的CF控制器控制效果明显优于传统DMC控制器,该CF控制器在稳定及湍流风况下对叶轮功率均起到了较好的控制效果。(3)针对大型风力机存在的疲劳载荷及功率波动大的问题,本文以同时抑制叶片叶根弯矩波动和平滑叶轮功率为控制目标,设计了基于DMC的多目标襟翼控制策略。结果表明,与PID控制策略相比,DMC多目标襟翼控制策略的控制时间较短,控制效果较好,采用该控制策略的尾缘襟翼装置能够有效降低风力机疲劳载荷,平滑叶轮功率。