一种波浪发电装置的非线性动力学分析

发布时间：2020-04-27 09:40

【摘要】：波浪能作为一种新型的可再生能源受到人们越来越多的关注。将非线性系统运用于波浪发电装置中，有利于系统抵抗随机波浪的干扰，，实现平稳高效的发电。 结合波浪发电的基本原理和SD振子，本文提出了一种新型的振动式的波浪能发电装置模型，该发电装置由弹簧振子系统和发电电路系统两部分组成。两个系统通过线圈在磁场中的运动耦合在一起。弹簧振子是一个非线性系统，具有强非线性性质。电路系统为一个二阶的线性振荡电路。本文主要对该发电装置进行了非线性动力学分析，探讨系统能进行平稳发电的可行性。主要内容有： 首先对该发电装置的模型进行介绍，描述了装置的发电原理，对海洋波浪激励进行了假设，最终建立了系统的动力学方程。 对弹簧振子进行单独的分析。根据动力学方程对振子系统进行定性分析，得到了不同参数条件下，系统平衡点的变化情况，并对系统恢复力，势能，相图进行了分析。运用MATLAB对系统进行了数值模拟，分析了系统在参数变化时周期解的存在条件。 运用平均法，得到了耦合系统在主共振情形下的幅频关系。由不同参数条件下的幅频曲线变化情况，讨论了系统参数对稳态解的影响。通过稳定性分析，得到系统可能对应不稳定周期解以及突跳等一系列非线性动力学现象。发电系统要稳定发电，对应的工作频率应该位于幅频曲线上半部分对应的频率上，此时系统位于一个大的周期轨道运动。从对系统的数值模拟结果来看，当在一定的参数条件下，系统具有大振幅的周期解，说明发电系统能够平稳的进行发电。
【图文】：

图 1-4 收缩波道式波浪能发电装置原理图优点在于没有活动的部件在波浪中参与能量转维护费用少，功率稳定并且效率很高。但它的实中不易推广。式波浪能发电装置波浪能发电装置[6]是基于振荡水柱式的改进形注。由于波浪的表面性——波浪能在距离自由液置开口在水下，捕获的能量主要是波浪势能，降能装置利用漂浮于水面上的浮子来吸收波浪能压装置驱动发电机发电。如下两图所示为两种。图 1-5 所示装置的传动装置为绳索，当浮子在动，而绳轮与转动式发电机相连，当绳轮转动作用是使发电机保持在一个方向上转动。图 1

棘轮—绳轮式振动浮子波浪能发电系统
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM612;P743.2

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 李向红;崔文良;曹庆杰;;倒置数学摆在海洋发电中的应用研究[J];动力学与控制学报;2009年03期

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3 徐柏林,马勇,金英兰;当今世界海洋发电发展趋势[J];发电设备;2000年01期

4 陈加菁，王龙文;波力发电方案的工程性探讨[J];海洋工程;1995年01期

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6 刘延彬;陈予恕;曹庆杰;;无理式系统的主共振分岔分析[J];振动与冲击;2012年02期

本文编号：2642126