bladed
基于Bladed的硬件在环仿真技术在风力发电机组控制算法开发中的应用
2019年第03期基于B l a d e d 的硬件在环仿真技术在风力发电机组控制算法开发中的应用黄 蓉,黄国燕(明阳智慧能源集团股份公司,广东中山528437)摘 要 风力发电机组是由若干复杂子系统组成的,为降低机组故障率,在各种负载及工况下,对控制算法进行全面可靠的实时仿真极其重要㊂基于B l a d e d 的硬件在环仿真技术,通过该平台可以实现新控制策略的开发,可对风机系统进行全面实时仿真㊂结果表明,硬件在环仿真结果与现场实际测试结果相一致;不仅验证了该仿真技术的有效性与合理性,还大大缩短了算法的开发应用周期,提高了机组的可靠性㊂关键词 风力发电机组;B l a d e d ;硬件在环仿真;控制算法中图分类号 T P 23D O I 10.19769/j .z d h y.2019.03.0420引言近年来,随着人类对能源依赖性加强,能源危机和环境问题日益显著,凭借风能清洁能源的属性和分布广泛的优势,国内风力发电行业进入了一个飞速发展期㊂但在风电高速发展的过程中却暴露出了许多问题,如:风机稳定性差及可利用率低,由于人为操作失误而导致的停机及发电量损失,风机配置较多导致对新设备验证不充分进而增加了故障率,等等㊂上述故障的发生导致机组的运行和维护成本也越来越高,对风电设备制造商及风电开发商造成了重大经济损失㊂基于以上现状,亟须开发一种新技术,在出厂前对机组各方面性能进行检测验证㊂仿真技术不受气象条件的限制,且具有投入低等优点,已在电力系统[1-2]等领域成熟应用㊂因此,为降低运维成本,提高机组运行效率,仿真技术逐渐在风力发电机组的研究和测试领域得到广泛的应用[3]㊂王沐晗[4]在虚拟仪器L a b V f f i W 环境下建立了各部分的仿真模型,进行了风力发电机组的仿真研究,验证了模型的合理性㊂韩贝贝等[5]结合S i m u l i n k /S t a t e f l o w 技术的仿真原理,建立了风电机组主控系统的仿真模型,该模型可根据给定的输入数据,输出与风电机组控制策略相一致的控制信号,能够简便地对系统进行建模仿真㊂谭伟[6]对R T -L A B 实时仿真平台的软件和硬件进行了详细的研究,分别搭建了双馈风力发电机网侧控制器的硬件在环仿真平台及永磁同步发电机硬件在环仿真平台,并进行了硬件在环仿真研究㊂师毓佳[7]提出一种基于P L C (可编程逻辑控制器)的风电机组仿真系统方案,可测试风电主控系统中控制逻辑㊁控制器软硬件及柜体电气等方面性能,但不能测试控制算法㊂本文提出一种基于B l a d e d 软件的硬件在环仿真技术,进行新算法的开发与应用㊂主要框架如下:第一部分对硬件在环仿真技术进行阐述说明;第二部分将介绍基于B l a d e d 的硬件在环仿真平台;第三部分将新控制算法的硬件在环仿真结果与现场测试结果进行对比分析;第四部分,对基于B l a d e d 的硬件在环仿真技术进行总结展望㊂1硬件在环仿真技术简述硬件在环仿真是基于物理仿真和数字仿真技术,发展起来的一种典型半实物仿真方法㊂在硬件在环仿真试验中,实际设备或环境用仿真模型来替代,再通过接口模块将该模型与真实的控制器构成一个闭环测试系统,且要求系统的软件环境和硬件都按照自然时间尺度运行㊂其中,相对较难建立数学模型的部件(如换流器系统)可保留在闭环系统中,可以在实验室环境下完成不同工况的测试㊁故障测试及在实际的环境下费用高昂的测试等㊂硬件在环仿真技术不仅能够充分利用计算机建模的方便性㊁简易性,大大降低了经济成本;而且,便于对系统的输入进行快捷灵活的修改,对系统参数及控制策略进行精确快速的优化,检验实际系统的性能指标与可靠性㊂2基于B l a d e d 的整机硬件在环仿真平台图1是风电机组控制器设计过程的示意图,其中方框中的内容表示基于B l a d e d 的整机硬件在环仿真平台㊂图1 风机控制器设计过程示意图该平台的开发工具是常用的风机设计软件B l a d e d(精确的风机设计模型,保证计算的准确性),通过C#语201收稿日期:2019-02-142019年第03期 言对B l a d e d 软件H a r d w a r eT e s tM o d u l e 进行二次开发,实现了以插件形式完成主控硬件P L C 与H a r d w a r eT e s tM o d u l e 进行数据通信,利用该插件以及B l a d e d 气弹仿真和H a r d w a r eT e s tM o d u l e 的硬实时功能,实现硬件在环仿真,旨在验证控制器程序的可靠性和逻辑的准确性㊂基于倍福P L C 的硬件在环仿真平台的完整结构如图2所示㊂该结构也可应用于丹控和西门子P L C 的硬件在环仿真㊂图2 倍福P L C 硬件在环仿真平台进行硬件在环仿真时,B l a d e d 按照真实时间进行固定步长的积分,并将风机状态信息反馈给H a r d w a r eT e s t 软件;H a r d w a r eT e s t 按照固定的时间间隔,对P L C 中指定的内存进行数据的读写㊂H a r d w a r eT e s t 与B l a d e d 间的通信协议为H a r d w a r eT e s t 自带的B l a d e dP r o t o c o l 协议,与P L C 之间的通信协议为倍福公司的提供的B e c k h o f f P r o t o c o l 协议㊂为了实现实时的硬件在环仿真,主控程序㊁B l a d e d 和H a r d w a r eT e s t 都需要进行一定的配置㊂首先,在主控程序中需要添加与硬件在环有关的全局变量及程序段;其次,在H a r d w a r eT e s t 中制作p l a n 文件,完成相应的设备I P 地址㊁通信协议㊁变量通道等添加修改;最后,设置B l a d e d 硬件在环仿真的时间步长㊁调用的外部控制器等㊂根据图2搭建硬件在环仿真平台,并对主控程序㊁B l a d e d 和H a r d w a r eT e s t 正确设置后,方可进行仿真测试㊂3控制策略硬件在环仿真及现场验证测试3.1硬件在环仿真测试目前,大兆瓦级机组基本采用变速变桨的控制方式,当风速大于额定风速后,采用变桨的方式控制桨距角的角度,从而调节叶轮的气动功率,使机组处于满发状态㊂当风速小于额定风速时,采用的是变扭矩控制方式,通过变频器调节发电机的转矩,从而控制发电机转速以追踪风速的变化,保持获得最优的功率系数㊂图3是该策略下风电机组的转速-扭矩曲线㊂图3 转速-扭矩曲线本文在原有控制策略的基础上,进行优化㊂分段采取如下控制策略:当低于额定风速时,结合实际风速与预估风速模糊值,采用自适应控制策略,动态地获得最佳尖速比和最大风能利用系数;在恒转速段,引入桨叶微调及尖速比转矩补偿辅助策略㊂完成上述控制策略开发后,按照第2节的硬件在环仿真方法,搭建图2所示的硬件在环仿真平台㊂以下是控制策略硬件在环的仿真结果㊂图4是B l a d e d 仿真结果,其中,黑色实线表示模型输出量,浅灰色线表示新算法输出量㊂图5是估计风速与轮毂处的风速对比,估计的风速比模型风速偏低,由于估计风速为整个叶轮面受风的等效值,而模型风速为轮毂处的单点风速,因此二者的差别在可接受范围内㊂图4 实际风速与估计风速B l a d e d 仿真对比曲线图5 风速估计值与机舱风速对比曲线3.2现场验证测试经过对新控制策略做了B l a d e d 硬件在环仿真测试后,在某风场进行现场测试验证,具体测试结果如下㊂图5为等效估计风速与机舱风速的对比图,其中,浅灰色是采用机械式的风速仪测得的机舱风速,黑色为估计风速㊂由图5可知:等效估计风速与实际风速趋势基本吻合,估计风速值偏小,尤其在阵风情况,二者差距会比较明显㊂综上所述,新控制策略B l a d e d 硬件在环仿真结果与现场实测结果是一致的,验证了基于B l a d e d 的硬件在环仿真平台的有效性㊂4结语本文提出将硬件P L C 与B l a d e d 软件结合,搭建硬件在环仿真平台,采用数据通信协议实现风电机组仿真,真实模拟风电机组主控程序的实际运行㊂一方面,可在较短时间内完成机组主控程序编写㊁主控算法与逻辑验证测试,避免了由于人为失误而带来的问题反映在实际的风机上;另一方面,也能够充分了解参数更改前后对风机载荷㊁出力㊁稳定性等机组性能的影响㊂3012019年第03期综上所述,基于B l a d e d 的硬件在环仿真平台不仅可为新算法的开发应用提供坚实的理论依据,还可以实现各子系统的检验与验证工作,具备实时性好㊁易于扩展等优点,从而提高子系统及整个机组的可靠性,从一定程度上降低风机故障率,降低成本;进一步提高产品竞争力,拓展市场份额㊂参考文献[1]辛业春,江守其,李国庆,等.电力系统数字物理混合仿真接口算法综述[J ].电力系统自动化,2016,40(15):159-167.[2]皮一晨,孙建军,尹晨旭,等.功率硬件在环仿真中功率接口直流电压控制及电容参数设计[J ].电力系统自动化,2016,40(24):105-110.[3]李长青,丁立新,关哲.仿真技术在风力发电系统中的应用[J ].电力科学与工程,2008,24(8):5-8.[4]王沐晗.基于L a b V I E W 的风电机组仿真研究[D ].北京:华北电力大学,2012.[5]韩贝贝,刘斌,吴文.应用S t a t e f l o w 技术的风电机组主控系统仿真[J ].湖南工业大学学报,2015(5):41-45.[6]谭伟.硬件在环仿真技术研究及其在风力发电中的应用[D ].青岛:青岛科技大学,2014.[7]师毓佳,王斌,沙玉婷,等.基于P L C 的风电机组仿真系统[J ].中国电力,2012,45(7):68-72.(上接第97页)综上所述,采用电能计量转换装置能彻底解决标准380V 电能表在480V /315V /270V 电压等级光伏电站中的应用,解决电能表不能录入国网S G 186系统等一系列难题㊂3电能计量转换装置参数设定电能计量转换装置参数是电能计量转换装置适用场合㊁电能计量表计的选取和倍率整定的依据,因此电能计量转换装置参数应包括:一次额定电压U 1(V ),二次电压380V ,综合转换倍率N z h ㊂表2 电能计量转换装置参数表序号一次额定电压U 1/V二次电压/V综合转换倍率N z h1480380N c t ㊃N p t 2315380N c t ㊃N p t 3270380N c t ㊃N p t一次额定电压U 1(V )为电能计量转换装置装设场所光伏系统电压;二次电压为电能表接入电压(380V );综合转换倍率N z h 为电能量录入电能计量系统的计算倍率㊂4电能计量转换装置检测方法电能计量转换装置可采用现有电能量计量检测系统检测,可采用以下两种方法㊂方法一:分项检测法,即分别检测电压互感器N p t 和电流互感器N c t ,再通过N z h =N c t ㊃N p t 计算电能计量转换装置的综合转换倍率㊂方法二:整体检测法,即整体检验电能计量转换装置㊂如图3检测接线,通过标准电能表W 1和经电能计量转换装置测得的电能表W 2的度数,直接计算电能计量转换装置的综合转换倍率N z h =P 1/P 2㊂图3 电能计量转换装置检测接线图5结语通过电能计量转换装置,可实现国家现有电能计量系统对480V /315V /270V 光伏电站的计量,使不同电压等级的光伏电站接入系统方式更加灵活,大大拓展了光伏电站接入系统模式的范围,能推动国家精准光伏扶贫政策的实施㊂参考文献[1]郑尧,李兆华,谭金超,等.电能计量技术手册[M ].北京:中国电力出版社,2002.401。
Bladed 学习报告.
一软件简介GH Bladed软件是一款由英国 Garrad Hassan and PartnersLimited 公司（以下简称 GH 公司）开发的用于风电机组设计的专业软件。
它适用于陆上和海上的多种尺寸和型式的水平轴风机，进行设计和认证所需的性能和载荷计算。
软件本身的可靠性已通过GL（德国劳埃船级社）认证。
目前GH Bladed已被广泛应用于风机产业，用户包括风机及零部件制造商、大学和研究机构、认证机构。
GH Bladed为用户提供一个陆上、离岸风机性能和负载的设计解决方案。
软件具有基于Windows的绘图用户界面和在线帮助功能，操作方便，同时风机设计计算采用工业标准。
GH Bladed支持风载荷和波浪载荷组合计算，采用全空气弹性和水弹性模型并考虑地震励磁的影响。
GH Bladed具有多个功能模块，包括外壳稳定性分析、动态负载模拟、负载与电能获取分析、批处理和报告自动生成、电网交互以及控制设计的线性化模型。
Bladed 软件是一个用于风电机组设计与验证的集成化软件包，可以提供各种风模型、控制系统、动力响应等多种综合模型，可用于风电机组功率分析、载荷计算、风电机组气动性能分析等。
二模块介绍Bladed软件的功能模块。
主界面如下图所示：主要的设置和计算功能分为13个部分。
参数设置又分为风机参数和外部环境参数二部分。
风机参数部分包括前八项，分别为叶片Blades、翼型截面Aerofoil、叶轮Rotor、塔架Tower、传动链Power Train、机舱Nacelle、控制Control、模拟分析Modal Analysis。
剩余为环境参数部分，为风Wind，海面状况Sea State。
图1-1 bladed的主界面软件的基本工作流程：通过调用、自定义或修改模型参数后，通过计算选项选择计算内容计算，后通过数据观察分析功能查看计算结果并进行数据处理。
模块1：Blades（叶片）主要定义叶片的外部几何尺寸，重量分布及刚度。
基于Bladed硬件测试软件的风机仿真与测试
创新与实践ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ.２７ꎬＮｏ.１１ꎬ２０２０基于Ｂｌａｄｅｄ硬件测试软件的风机仿真与测试刘小艳ꎬ李华银ꎬ邓志海(四川东方电气自动控制工程有限公司ꎬ四川德阳６１８０００)摘㊀要:介绍一种针对国产主控进行的基于ＧＨＢｌａｄｅｄ硬件测试软件的风机仿真与测试技术ꎮＢｌａｄｅｄ硬件测试模块是一个通用的多功能平台ꎬ能够帮助风机测试和联合仿真技术有效应用于实际工程中ꎮ主要应用ＧＨＢｌａｄｅｄ硬件测试模块来进行国产风机控制器的风机模型联合仿真ꎬ对风场现场测试的技术进行详细介绍ꎮ关键词:Ｂｌａｄｅｄ硬件测试ꎻ仿真ꎻ风场测试ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００６－８５５４.２０２０.１１.００６0㊀引言为了要确保风力机在其设计寿命内能够正常地运行ꎬ首先必须对风力发电机组的系统性能展开分析研究ꎬ而这些系统性能必须通过对系统各个部件的测试来完成[１]ꎮＧＨＢｌａｄｅｄ硬件测试模块是一个多功能通用型的控制回路测试平台ꎮ利用这个模块可以将风机仿真软件与硬件或软件系统进行连接ꎬ如图１所示ꎬ这些系统包括ＰＬＣ控制系统㊁ＨＭＩ㊁ＳＣＡＤＡꎮ风机仿真模型与软件接口模拟量或者总线通道Bladed硬件测试平台PLC直线通过总线与PC通信HMISCADA物理通道图１㊀ＧＨＢｌａｄｅｄ的硬件测试连接图㊀㊀ＧＨＢｌａｄｅｄ的硬件测试就能使得仿真系统与实际控制系统结合ꎬ预期的嵌入式平台上运行规范的示范试验ꎮ而更加重要的是ꎬ此系统不受空间和时间的限制ꎬ既可以在实验室ꎬ还可以在工厂调试阶段ꎬ亦或者是在现成ꎮ如图１所示ꎬ硬件测试能够应用于控制系统的条件包括:软件本身ꎬ控制器ꎬＨＭＩꎬＳＣＡＤＡ和相应的ＰＬＣ支持的通信方式ꎮ而这些通信方式可以是物理Ｉ/Ｏ式的模拟量通道ꎬ或者是ＰＬＣ支持的各类总线ꎮ在ＧＨＢｌａｄｅｄ硬件测试模块来说ꎬ它本身支持各类总线方式ꎬ还与一些通用的软件或者硬件测试仪器互相支持ꎬ如ＭＡＴＬＡＢꎬＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓꎮ而这个接口是开放的ꎬ可以通过培训的方式获取接口开发的能力ꎮ这样的广泛的接口ꎬ就为那些开发初期没有考虑相关软硬件测试系统的样机或者产品的测试和维护提供了条件ꎮ本文对ＧＨＢｌａｄｅｄ硬件测试模块在国产控制器ＤＭＮＣＬ００１Ａ进行的测试应用进行介绍ꎮ1㊀测试工程介绍在ＧＨＢｌａｄｅｄ硬件测试模块中可以建立各种测试工程用例ꎬ在国产控制器ＤＭＮＣＬ００１Ａ的应用主要是为了测试变增益[２]控制环的性能ꎮ所以根据这个需求ꎬ就需要和控制环数据来源的设备进行通讯ꎬ其次在测试工程中模拟风机各个流程信号的变化ꎬ并且添加所需要的扰动和工况ꎮ１ １㊀添加工程对于测试系统来说ꎬ首先要建立自己需要的测试工程ꎬ也就是建立ＴｅｓｔＰｒｏｃｅｄｕｒｅｓꎮ在这个测试过程中ꎬ根据自己测试目的来决定添加的步骤ꎬ它的过程类似与命令行式编程ꎮ在实验室测试中主要需要对风机外部逻辑进行模拟ꎬ如变频器握手信号ꎬ并网信号或低穿信号ꎮ１ ２㊀添加设备在工程中添加的设备泛指信号来源的载体ꎬ它可以是一个８１技术与市场创新与实践２０２０年第２７卷第１１期ＤＬＬꎬ可以是一个软件ꎬ或者一台ＰＬＣꎮ在这里比较重要的就是选项Ｓｅｔｔｉｎｇｓ中刷新周期和通信协议的接口选择ꎬ他们都以提供信号的设备为准ꎮ同时ꎬ在ＤｅｖｉｃｅＣｈａｎｎｅｌｓ中则添加上需要的信号ꎬ在Ｍａｐｐｉｎｇ中则是添加各类设备之间的信号软接线关系ꎮ１ ３㊀逻辑处理只有Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ和信号添加ꎬ很可能不能满足程序的信号处理要求ꎬ因此善于利用Ｓｃｒｉｐｔｓ选项是比较重要的ꎬ在这里可以进行各类数据处理或者工具程序的编写ꎮ在刷新设备的同时ꎬ这个设备下的Ｓｃｒｉｐｔｓ的程序也会被执行ꎮ2㊀实验室风机仿真２ １㊀实验室风机控制软件系统仿真介绍由于ＧＨｂｌａｄｅｄ硬件测试模块提供了与真实控制器进行环路连接的条件ꎬ于是在实验室中ꎬ设计厂家就可以采用这种连接方式实现半模拟半真实的控制器软件的测试工作ꎮ这样的工作的价值是显而易见的ꎬ它可以提前对控制器中的算法模块的各类性能进行测试ꎬ使用现有的国际标准ꎬ对风机极限风况进行测试ꎬ而实验室采用ｂｌａｄｅｄ等软件模拟的风机运行工况ꎬ在现实中往往很难捕捉ꎬ而采集到的数据也可以存储成各类软件解析的形式ꎬ以便进行更加详细的分析ꎮ同时ꎬ还可以进行风机各类控制逻辑层的仿真ꎬ如启机流程㊁低穿流程㊁各类停机流程ꎮ２ ２㊀测试环节所必需的接口本节主要以国产控制器上采用的硬件测试为实例ꎬ介绍前期使用的经验和结果ꎮ图２是测试环节中所采用的接线图ꎮBladed Hardware Test Modulegeneratorspeedpitch systempowerconverterrotor speed……Nacelle foreaftand sidesideaccelerationDTC PLCmodbusTCP/IPBladedHardwareTestModulemodbus485图２㊀实验室接线图２ ３㊀软件修改实验室测试下ꎬ为了保证程序最小系统的运行ꎬ需要对程序进行相关的修改ꎮ因此此次测试主要是为了测量变桨和变频器两个控制环的响应ꎬ因此在测试的过程中ꎬ对风机限位开关信号ꎬ变桨停止角度ꎬ偏航状态ꎬ各处温度报警这些不相关的数据量都做了屏蔽或者直接手动输入的处理ꎮ但是如果需要做的是偏航算法的验证工作ꎬ那么就需要模仿现场的输入情况就偏航系统的输入量进行编程ꎮ２ ４㊀测试结果在这个实验中ꎬ可以对很多变量进行自由的设置和测试ꎬ图３和图４就为在极限风况给定下[３]ꎬ查看转速是否能被及时的调节下来而不超速ꎮ从图中可以看出ꎬ转速反应良好ꎬ波动并不大ꎮ3㊀风机测试样机生产过程中ꎬ常常需要对新编写的控制软件进行工厂级的初调ꎻ在样机刚达到风场的时候ꎬ也需要对风机控制系统进行详细的测试和调试ꎻ风机运行时间长了以后ꎬ由于工况的变化ꎬ系统特性会发生改变ꎬ此时也需要对风机系统进行故障的排除ꎬ或者性能的重整维护ꎻ在这些过程中ꎬ都需要利用充分的测试来达到目的ꎮ下面就２０１１年５月在云南杨梅上风场所做的风机测试为例进行说明ꎮ这次测试主要是为了测试现场风机在扰动下的运行数据ꎬ便于系统动态特性的分析ꎮ图３㊀特殊风况给定rad/s20018016014012010080604020Measured Generator Speed00.51 1.52 2.53S×104图４㊀转速在风速扰动下的输出３ １㊀测试环节所必需的接口具体与仿真软件和风机的连接端口ꎬ如图５所示ꎮwindturbinegeneratorspeedpitch systempowerconverterrotor speed……Nacelle foreaftand sidesideaccelerationDTC PLCBladedHardwareTestModulemodbus485set of IOset ofAIOmodbusTCP/IP图５㊀风场测试实验接线图３ ２㊀测试结果如图６所示ꎬ在测试中可以方便地给变桨信号[４]ꎬ变频信９１创新与实践ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ.２７ꎬＮｏ.１１ꎬ２０２０号给出想要的扰动ꎬ可以是阶跃信号㊁斜坡信号ꎬ甚至是正弦信号ꎮ主要看当时的风况和风机的承受能力而定ꎮ图７就是得到的转速的信号值ꎮ这个信号值可以从软件中导出成ｍａｔｌａｂ信号数据ꎬ从而进行下一步的分析处理ꎮ图６㊀变桨带扰动的输入值㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图７㊀转速在变桨扰动下的输出4㊀结语基于Ｂｌａｄｅｄ硬件测试软件的风机仿真与测试技术确实为各种场合下的风机测试工作提供了非常重要的条件ꎮ它的灵活的接口使得它成为各类系统提供了交互和通信的平台ꎬ同时实验室与风场的测试工作可以对接和比较ꎬ有利于问题及早发现ꎬ避免了在风场等待各类风况ꎬ或者等不到风况的尴尬ꎬ节约了人力物力成本ꎬ使得许多试验变得可能和容易ꎮ参考文献:[１]㊀何显富ꎬ卢霞ꎬ杨跃进ꎬ等.风力机设计㊁制造与运行[Ｍ].北京:化学工业出版社ꎬ２００９.[２]㊀丘静ꎬ徐大林ꎬ孔屹刚.风电机电动变桨距系统变增益模糊控制仿真研究[Ｊ].华东电力ꎬ２０１１ꎬ４(１１):６３１－６３５. [３]㊀李娟ꎬ刘江波ꎬ冯红岩.风况仿真设定对风机载荷计算的影响[Ｊ].机械设计与制造ꎬ２０１２(５):１９４－１９６. [４]㊀孔屹刚ꎬ徐大林ꎬ顾兆丹ꎬ等.水平轴风力机变桨载荷分析与计算[Ｊ].江苏大学学报(自然科学版)ꎬ２０１０(６):６３５－６３９.(上接第１７页)㊀㊀(５)目前在段运用机车一系轴箱横向止挡间隙比出厂值普遍偏大ꎬ研究表明ꎬ端轴轴箱止挡间隙的增大ꎬ会影响机车的平稳性ꎬ产生相对较大的轮轨横向力ꎬ对轮缘磨耗产生不利影响ꎮ转向架以最大偏斜位置通过曲线是轮缘磨损最大的时候ꎬ尤其是在持续长大坡道通过曲线时ꎬ导致导向轮对轮缘力较大ꎬ使轮缘磨损增加ꎮ5㊀改进措施１)在日常维护保养时注意及时调整轮缘润滑装置角度ꎬ尽可能使轮缘润滑装置润滑棒接触轮缘ꎬ而非偏向车轮踏面ꎮ２)为了改善轮缘润滑效果ꎬ对比硬度不同的干式轮缘润滑装置(脂)ꎬ对该类异常轮缘部位裂纹的抑制效果ꎬ选择可降解且硬度相对较低的干式轮缘润滑装置(脂)ꎬ通过试验验证是否能够有效改善轮轨间恶劣的接触关系ꎮ３)请协调工务部门获取目前格拉线轨道线路数据ꎬ如钢轨廓形㊁轨道加宽㊁曲线超高㊁轨底坡等数据ꎮ另外ꎬ鉴于车轮异常磨损的普遍性ꎬ钢轨也必然会出现类似的现象ꎬ一并向工务部门获取相关信息ꎬ并研究重点关注区段实地考察的可行性ꎮ４)联系制造厂与相关大学牵引动力实验室沟通ꎬ分析ＨＸＮ３高原型机车的动力学性能分析ꎬ从理论上分析不同编组型式的机车在格拉线上的动力学性能对轮缘异常磨耗的影响ꎮ6㊀结语为使ＨＸＮ３高原型机车能够适应不用条件下的运用线路ꎬ能够为格拉段提供更好的运用动力ꎬ与制造厂联合立项攻关ꎬ通过后续工作的持续进行ꎬ可以使轮缘裂纹的问题尽快得到抑制或解决ꎮ参考文献:[１]㊀鲍维千.机车总体及转向架[Ｍ].北京:中国铁道出版社ꎬ２０１０.０２。
Bladed理论手册(中文)
1.4 文档资料
2 of 84
Garrad Hassan and Partners Ltd
Document: 282/BR/009 ISSUE:013
FINAL
除了本理论手册外， GH Bladed 使用手册说明了软件的使用方法。
1.5 谢启
GH Bladed 是在欧共体 JOULE II 项目支持下开发的, 项目编号： JOU2-CT92-0198.
在上述过程的致动圆盘模型中，叶轮盘面上的风速 Ud 与上游风速 Uo 的关系为： Ud = (1 − a )Uo
显然叶轮盘面上风速的降低值取决于 a 的大小，a 称为轴向诱导因子或入流因子。
应用伯努利方程，并假设气流是均匀的和不可压缩的，则叶轮吸收的功率 P 可表示为：
P = 2ρAUo3a(1 − a )3 这里 ρ 为空气密度，A 为叶轮扫风面积。
同样可推导出作用在叶轮上推力 T ：
T = 2ρAUo2a(1− a ) 无量纲的功率系数 CP 和推力系数 CT 分别为：
CP
=
P
/
(
1 2
ρ AU
3 o
)
=
4a( 1 −
a )2
CT
=
T
/
(
1
2
ρAU
2 o
)=
4aand Partners Ltd
64
9.1 动态响应计算
64
9.2 响应谱
64
9.3 兼容地震加速度图的响应图谱的生成
64
10. 后处理
66
10.1 基本统计
66
10.2 傅里叶谐函数，及其周期性和随机性成份
66
10.3 极限载荷的预测
2_6 Bladed软件与Flex 5软件的比较
2014年11月5日
FBres
MBres
1.103
1.063
1.041 1.081
计算结果的对比
极限载荷
2014年11月5日
FxT_top FyT_top FzT_top MxT_top MyT_top MzT_top FTres_top MTres_top 0.999 -0.989 1.029 0.978 0.995 1.052 1.055 1.001 FxT_bot FyT_bot FzT_bot MxT_bot MyT_bot MzT_bot FTres_bot MTres_bot 0.964 -1.077 1.004 0.94 -1.105 1.068 1.031 1.044
计算结果的对比
• • • •
2014年11月5日
从对比结果我们可以发现： 两种软件大部分计算结果是一致的； Bladed在重力方向的载荷比Flex 5的要大； Bladed在R1和N系统中的俯仰力矩和偏航 力矩均比Flex 5的小； • Bladed在R1和N系统中的轴向扭转力矩均 比Flex 5的大。
后处理等方面的差异。 以下就使用Flex5与GH Bladed两种仿真计算软件的异同进行概述，并对
两种软件的仿真结果进行对比。
Flex 5软件界面
命令栏 输入参数区
2014年11月5日
计算窗口区 后处理区
Flex 5软件界面
2014年11月5日
Bladed 软件界面
2014年11月5日
Flex 5坐标系
2014年11月5日
m=7 1.02 0.98 0.97 0.99 0.97 1.06 1.02 1.02 1.03 0.99 1.02 0.99
bladed和matlab通讯 用户手册
bladed和matlab通讯用户手册摘要：1.Bladed 和MATLAB 通讯简介2.Bladed 软件的功能与特点3.MATLAB 的基本操作与应用4.Bladed 与MATLAB 的通讯流程5.使用Bladed 进行MATLAB 仿真的方法6.总结正文：一、Bladed 和MATLAB 通讯简介Bladed 是一款功能强大的流体力学仿真软件，其与MATLAB 的通讯功能为用户提供了便利的高级编程接口，使得用户可以更加高效地完成复杂的仿真任务。
MATLAB 是一款广泛应用于科学计算和工程设计的软件，通过与Bladed 的通讯，可以实现对流体力学仿真的精确控制和数据处理。
二、Bladed 软件的功能与特点Bladed 软件在流体力学仿真领域有着广泛的应用，其主要功能包括：计算流体动力学（CFD）模拟、多相流模拟、热传导模拟等。
Bladed 具有以下特点：1.强大的仿真功能：Bladed 支持多种流体力学仿真算法，可以满足不同用户的需求。
2.用户友好的界面：Bladed 的操作界面简单易用，用户可以快速上手进行仿真。
3.高度可定制：Bladed 支持自定义网格、边界条件等，用户可以根据实际需求进行设置。
三、MATLAB 的基本操作与应用MATLAB 是一款功能强大的科学计算软件，其基本操作包括：矩阵运算、数据分析、绘图等。
在工程设计领域，MATLAB 的应用广泛，例如：数据处理、信号分析、控制系统设计等。
四、Bladed 与MATLAB 的通讯流程Bladed 与MATLAB 的通讯主要分为以下几个步骤：1.在Bladed 中设置MATLAB 接口：用户需要在Bladed 中设置MATLAB 的路径、仿真类型等信息。
2.在MATLAB 中编写脚本：用户需要编写MATLAB 脚本，用于调用Bladed 的仿真功能。
3.在Bladed 中运行仿真：用户需要在Bladed 中运行仿真，将MATLAB 脚本中的参数传递给Bladed。
基于Bladed和MATLAB的风机联合建模与仿真
・
６ ８ ・
机 械 工 程 与 自 动 化
２ ０ １ ３年 第 ５期
１ 限 制 ｌ ＝ 警 喜 － Ⅱ ｔ 轮 气 动 建 模 的 效 率 ， 利 于 工 程 实 现 。 ２ 建 立整机控 制 系统模 型 。一 …
相较 基 于经验公 式 的模 型 识 别 方 法 ， 本方 法 省 去
了复杂 繁琐 的经验 公 式 迭代 过 程 ， 不 受 翼 型类 型变 化
作 者 简 介 ：刘 国 祥 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ，男 ，山 东 济 南 人 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，研究 方 向为 风 电 控 制 工 程 。
一
１ 风 电机组 建模
风 电机 组建 模通 常 是采 用不 同的数 学模 型来表 示 机组 各 部件 的物 理原 理 ， 用来 理解 、 分析 和表示 系统 的 动态 特性 。
１ ． １ 叶 轮 气 动 模 型
根据 叶轮 受 力分 析 ， 将 叶 轮 简化 为 一个 同时 承 受 气 动 转矩 和气 动 推力 的部 件 ， 并 根 据 叶 素 ～动 量 定 理 和动 力学 方程 建 立 叶轮气 动模 型 。式 （ １ ） ～式 （ ３ ） 描 述 的是 叶轮 气动 数学 模 型 ：
１ ．
图 １ 应用 Ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｄ和 ＭＡ ＴＬ Ａ Ｂ平 台 建 立 的 叶 轮 气 。………… （ １ ）
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ４ — ２ ８ ；修 回日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ５ — ０ ８
摘 要 ：首 先 使 用 Ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｄ平 台计 算 翼 型 的 气 动 参 数 ， 将 数 据处 理 后 导入 ＭＡＴ Ｌ ＡＢ平 台 ；再 基 于 叶素 ～ 动 量 定
如何用C语言实现Bladed中的外部控制器
如何用C语言实现Bladed中的外部控制器来源:本站原创作者:DLL下载家园更新时间:2010-9-9Bladed2010-09-08 22:57:18阅读0评论0 字号：大中小订阅1、Bladed软件及外部控制器在Bladed风机载荷模拟软件中，可以让用户用C语言编写自己的DLL程序作为载荷计算的风机控制器。
DLL控制器通讯速度快，将风机控制系统的关键特性通过转换成C语言的控制器可以更真实的模拟风机的运行并获得用户风机的更逼真的载荷数据。
下面是一个用V ISUAL STUDIO 2005的C++实现的用户控制器的实例。
2、C++代码如何创建DLL可以参考《VC++.NET实现DLL并在其中调用》下面是语言源代码：Head 文件//caiLib.h#ifndef CAILIB_H#define CAILIB_H//extern "C" int _declspec(dllexport)add(int x, int y);extern "C" //avoid mangled names{ void __declspec(dllexport) __cdecl DISCON(float *avrSwap, int *aviFail,char *accInfile, char *avcOutname, char *avcMsg);}void setParams(float *sAvrSwap);int app(int x, int y);#endif头文件说明：在其中定义程序名称。
程序代码// caiLib.cpp : 定义DLL应用程序的入口点。
//#include "stdafx.h"#include "caiLib.h"#include "stdio.h"#define NINT(a) ((a) >= 0.0 ? (int)((a)+0.5) : (int)((a)-0.5))// 在此定义浮点数转换成整数#ifdef _MANAGED#pragma managed(push, off)#endiffloat *SwapArray, Kp, Ki; //定义与Bladed交换数组的地址指针，定义PI控制器比例//及积分系数static float sumError; //定义积分累积误差变量float GetSwapValue(int Index) { return(SwapArray[Index-1]); }//定义读取Bladed传递变量值函数void SetSwapValue(int Index, float Val) { SwapArray[Index-1] = Val; }//定义设置传递到Bladed的变量void __declspec(dllexport) __cdecl DISCON(float *avrSwap, int *aviFail,char *accInfile, char *avcOutname, char *avcMsg){ //主函数DISCON实现char Message[257], InFile[257], OutName[1025];float rTime, rMeasuredSpeed, rMeasuredPitch, rGeneratorSpeed;int iStatus, iFirstLog;static int iStep, iDone, iControlState;static float rPitchDemand, RPMSetpoint, TimeDiff, OldTime, Temp;FILE *fp;SwapArray = avrSwap; //Store the pointer//Make sure there's a C string terminatoraccInfile[NINT(avrSwap[49])+1] = '\0';avcOutname[NINT(avrSwap[50])] = '\0';avcMsg[0] = '\0';iStatus = NINT (avrSwap[0]); //Initialise if (iStatus == 0) { // Read the DISCON.IN data fp = fopen("DISCON.IN", "r"); fscanf(fp, "%f\n%f\n", &Kp, &Ki); fclose(fp); printf("Kp = %0.5f, Ki = %0.5f\n", Kp, Ki); //Initialise pitch demand to current pitch angle rMeasuredPitch = GetSwapValue(4); rPitchDemand = rMeasuredPitch; sumError = 0.0F; iStep = 0; // Start up step = 0 TimeDiff = 0.0F; OldTime = GetSwapValue(2); //This is also where you could read in any user-defined data from accInFile } //Return demanded variables //Note: previous values can be used before they updated, to simulate a one-sample delay if (NINT(GetSwapValue(10)) == 0) { SetSwapValue(42, rPitchDemand); SetSwapValue(43, rPitchDemand); SetSwapValue(44, rPitchDemand); SetSwapValue(45, rPitchDemand); } else { strcpy(avcMsg,"This simple DLL needs pitch position actuator"); *aviFail = -1; } rMeasuredPitch = GetSwapValue( 4 ); rGeneratorSpeed = GetSwapValue( 20 ) /( 2.0F * 3.14F )* 60.0F; //变换rad/s为rpmTimeDiff = GetSwapValue(2) - OldTime;iControlState = NINT(GetSwapValue(117));//获得Bladed 的控制状态// iControlState = 0; production// =1: Parked// =2: idling// =3: Start up// =4: Normal Stop// =5: Emergency Stop//Main calculationif (*aviFail >= 0){//Just a 1-degree step change in pitch position demand at 10 seconds if (GetSwapValue(2) >= 0.1 && iStep == 0 ) {iStep = 1;}if ( iStep == 1 ){rPitchDemand = 40*0.017453F;if ( rGeneratorSpeed > 220.0 ){RPMSetpoint = rGeneratorSpeed; // setpoint = Generator Speed iStep = iStep + 1;}}if ( iStep == 2 ){Temp = PIController( rGeneratorSpeed, RPMSetpoint);<>rPitchDemand = rPitchDemand + Temp;if( TimeDiff >= 1 ) {if ( RPMSetpoint >= 1290.0 ){RPMSetpoint = 1296.0F;iStep = iStep + 1;iDone = 1;}else RPMSetpoint = RPMSetpoint + 8.0F;OldTime = GetSwapValue(2);} // 按8 rpm/s 增加发电机转速给定}if ( iStep == 3 ) {Temp = PIController( rGeneratorSpeed, RPMSetpoint);rPitchDemand = rPitchDemand + Temp;}if( rPitchDemand > 3.1415926 / 2)rPitchDemand = 3.1415926F / 2.0F;if( rPitchDemand < 0 ) rPitchDemand = 0.0F;//Logging outputstrcpy(avcOutname,"Generator Demand Speed:A/T;");SetSwapValue(NINT(GetSwapValue(63)),RPMSetpoint*2. 0F*3.1415926F/60.0F);SetSwapValue(65,1.0F);}return;}#ifdef _MANAGED#pragma managed(pop)#endif 将程序编译后得到程序caiLib.DLL.将此程序在Bladed中的控制部分进行定义如图：在其中定义程序的路径d:\proland\vbpro\cailib\debug\cailib.dll在External Controller Data中定义了2个参数，分别为Kp = 0.005和Ki = 0.002 点击OK。
bladed需要控制参数
Control system1. Torque-speed curve rated额定风速下扭矩-速度曲线a) Optimal mode gain最优模式的增益: 0.177b) Minmum generator speed最小发电机转速:1000c) Optimal mode maximum speed最优模式最大电机转速:17102. Above rated: pitch regulated speeda) Minmum pitch angle: 0b) Maximum pitch angle:90c) Demanded generator torque: 5676d) Demanded generator speed: 17103. Transducersa) Power transducer time constant: 0b) Speed sensor constant: 04. Pitch control: software rate limitsa) Minimum pitch rate:b) Maximum pitch rate:5. Pitch Actuator变桨执行器:a) P itch position demandb) Pitch rate demand6. Torque control/ Pitch control——Discrete external controller Supervisory control监控:7. Start-up开始启动a) Initial rotor speed初始叶轮转速：0b) Initial pitch angle初始变桨角度：90c) Initial pitch rate during start-up启动时初始变桨速率d) Generator speed at which generator is put on line：1000e) Final pitch angle in start-up mode：08. Normal stopa) Pitch rate:8b) Final pitch:90c) Rotor speed for cut in of shaft brake:24.169. Emergency stopa) Rotor overspeed trip to start pitching:29.24b) Emergency pitch rate:12c) Final pitch:90d) Rotor overspeed trip for brake application:？？e) Rotor speed for brake application for parking:1.46210. Brakea) Properties for shaft brake: 1b) Torque vs time table11. Parkeda) Pitch angle when parked:90b) Rotor azimuth when parked: 012. Idinga) Pitch angle for idling: 9013. Yaw control偏航控制a) Yaw dynamics偏航动态特性i. None机舱角固定ii. Rigid yaw刚性偏航√1. Yaw friction偏航摩擦力——iii. Flexible yaw柔性偏航iv. Controlled torque扭矩控制b) Active yaw主动偏航i. None机舱角固定为0（正北）ii. Prescribed manoeuvre固定动作1. Time to start yaw manoeuvre偏航动作起始时间——2. Required yaw position change要求的偏航位置变化——3. Yaw rate for yaw manoeuvres偏航动作的偏航速率——0.4°/s，最小0.15°/siii. External controller外部控制器14. Yaw faults偏航故障a) Time of yaw fault偏航故障时间——？Sb) types of yaw fault偏航故障类型i. Constant flaiure rate恒定故障速率——？？/apply stop at停止位置——ii. Constant flaiure torque恒定故障扭矩——iii. Free/Constrained自由/受限1. linear yaw flaiure stiffness线性偏航故障刚性——2. linear yaw flaiure damping线性偏航故障阻尼——3. yaw flaiure friction偏航故障摩擦力——15. XXX16. XXXa) Time of yaw fault——？Sb) types of yaw faulti. Constant rateii. Constant torqueiii. Free/Constrained。
gh-bladed参数翻译
轮毂转动惯量（y轴）
序号
系统名
参数
说明
单位
系统名
参数
说明
Hub inertia(around z-axis hub coordinate system)
10760
[kgm2]
轮毂转动惯量（z轴）
Root length
radius of the blade flange
0.95
[m]
叶根半径
Low speed shaft (LSS) rotational stiffness
[Nm/rad]
低速轴转动刚度
LSS rotational damping
[Nms/rad]
低速轴阻尼
High speed shaft (HSS) rotational stiffness
[Nm/rad]
高速轴转动刚度
0.05
[m]
轮毂重心
从主轴和叶片轴的交点到轮毂质量中心的距离
Hub inertia(around x-axis hub coordinate system)
9730
[kgm2]
轮毂转动惯量（x轴）
Hub inertia(around y-axis
hub coordinate system)
10760
2.57
[m]
机舱前端到塔中心的距离
Nacelle drag coefficient
[-]
机舱拖动系数
Mass of nacelle
50000
[kg]
机舱质量
Position of centre of mass of nacelle to side of tower axis
Bladed-生成3D湍流风步骤
Bladed 生成3D湍流风步骤一、打开Bladed软件二、点击Calculation->Main Calculation->Wind Turbulence打开定义生成湍流风的设定界面。
三、设定风模型的参数首先，约定坐标系如下：沿风向为X方向；垂直于风向且沿风力机塔筒轴线方向向上为Z方向；与X和Z垂直满足右手系方向为Y方向。
其次，结合该对话框右侧的图形对各个参数作如下解释：Number of points along Y：沿Y方向分布的网格点个数。
Number of points along Z：沿Z方向分布的网格点个数。
Volume with Y：风控制体的宽度（Y方向长度）。
Volume with Z：风控制体的高度（Z方向长度）。
Duration of wind file：生成的湍流风的持续时间。
Frequency along X：沿X方向波动的频率，是一个用于计算风文件时间序列的参数。
可以按右端的按钮来调节器数值的大小，当该数值不显示为红色，且其值在10到20之间时，可以认为该数值是合适的（经验）。
Mean wind speed：生成的湍流风的平均速度。
Turbulence seed：用于生成三维湍流风的随机种子数。
一般来说，种子数越多，风速随时间的波动也就越剧烈。
一般来说，Number of points along Y与Volume with Y、Number of points along Z与Volume with Z是对应的，即在该方向上对整个风控制体是如何进行网格划分的。
根据经验，两者的对应关系取5左右为宜。
四、定义湍流模型参数定义完风控制体参数后还需要定义湍流模型参数。
在Spectrum Type中选择Kamial，并点击右侧的Define按钮来定义Kamail模型的参数。
点击Define按钮后会弹出Turbulence Characteristics：Kamail model的对话框。
Bladed 学习报告
一软件简介GH Bladed软件是一款由英国 Garrad Hassan and PartnersLimited 公司（以下简称 GH 公司）开发的用于风电机组设计的专业软件。
它适用于陆上和海上的多种尺寸和型式的水平轴风机，进行设计和认证所需的性能和载荷计算。
软件本身的可靠性已通过GL（德国劳埃船级社）认证。
目前GH Bladed已被广泛应用于风机产业，用户包括风机及零部件制造商、大学和研究机构、认证机构。
GH Bladed为用户提供一个陆上、离岸风机性能和负载的设计解决方案。
软件具有基于Windows的绘图用户界面和在线帮助功能，操作方便，同时风机设计计算采用工业标准。
GH Bladed支持风载荷和波浪载荷组合计算，采用全空气弹性和水弹性模型并考虑地震励磁的影响。
GH Bladed具有多个功能模块，包括外壳稳定性分析、动态负载模拟、负载与电能获取分析、批处理和报告自动生成、电网交互以及控制设计的线性化模型。
Bladed 软件是一个用于风电机组设计与验证的集成化软件包，可以提供各种风模型、控制系统、动力响应等多种综合模型，可用于风电机组功率分析、载荷计算、风电机组气动性能分析等。
二模块介绍Bladed软件的功能模块。
主界面如下图所示：主要的设置和计算功能分为13个部分。
参数设置又分为风机参数和外部环境参数二部分。
风机参数部分包括前八项，分别为叶片Blades、翼型截面Aerofoil、叶轮Rotor、塔架Tower、传动链Power Train、机舱Nacelle、控制Control、模拟分析Modal Analysis。
剩余为环境参数部分，为风Wind，海面状况Sea State。
图1-1 bladed的主界面软件的基本工作流程：通过调用、自定义或修改模型参数后，通过计算选项选择计算内容计算，后通过数据观察分析功能查看计算结果并进行数据处理。
模块1：Blades（叶片）主要定义叶片的外部几何尺寸，重量分布及刚度。
Bladed 学习报告
一软件简介GH Bladed软件是一款由英国 Garrad Hassan and PartnersLimited 公司（以下简称 GH 公司）开发的用于风电机组设计的专业软件。
它适用于陆上和海上的多种尺寸和型式的水平轴风机，进行设计和认证所需的性能和载荷计算。
软件本身的可靠性已通过GL（德国劳埃船级社）认证。
目前GH Bladed已被广泛应用于风机产业，用户包括风机及零部件制造商、大学和研究机构、认证机构。
GH Bladed为用户提供一个陆上、离岸风机性能和负载的设计解决方案。
软件具有基于Windows的绘图用户界面和在线帮助功能，操作方便，同时风机设计计算采用工业标准。
GH Bladed支持风载荷和波浪载荷组合计算，采用全空气弹性和水弹性模型并考虑地震励磁的影响。
GH Bladed具有多个功能模块，包括外壳稳定性分析、动态负载模拟、负载与电能获取分析、批处理和报告自动生成、电网交互以及控制设计的线性化模型。
Bladed 软件是一个用于风电机组设计与验证的集成化软件包，可以提供各种风模型、控制系统、动力响应等多种综合模型，可用于风电机组功率分析、载荷计算、风电机组气动性能分析等。
二模块介绍Bladed软件的功能模块。
主界面如下图所示：主要的设置和计算功能分为13个部分。
参数设置又分为风机参数和外部环境参数二部分。
风机参数部分包括前八项，分别为叶片Blades、翼型截面Aerofoil、叶轮Rotor、塔架Tower、传动链Power Train、机舱Nacelle、控制Control、模拟分析Modal Analysis。
剩余为环境参数部分，为风Wind，海面状况Sea State。
图1-1 bladed的主界面软件的基本工作流程：通过调用、自定义或修改模型参数后，通过计算选项选择计算内容计算，后通过数据观察分析功能查看计算结果并进行数据处理。
模块1：Blades（叶片）主要定义叶片的外部几何尺寸，重量分布及刚度。
bladed软件学习笔记
近来学习一下bladed软件，版本号为3.82。
在此做做学习笔记吧，如碰到同道中人，也可以讨论共勉。
Bladed的功能就不说了，简要记下基本界面的组成。
GH Bladed软件主界面如下图所示：主要的设置和计算功能分为13个部分。
除后三项为计算分析相关外，均为参数设置部分。
参数设置又分为风机参数（前8项）和外部环境参数（Wind，SeaState）二部分。
软件的基本工作流程：通过调用、自定义或修改模型参数后，通过计算选项选择计算内容计算，后通过数据观察分析功能查看计算结果并进行数据处理。
选项1：BladesBlades主要定义叶片的外部几何尺寸，重量分布及刚度。
主要的参数有：长度、弦长（各剖面）、扭角、厚度、质量因素和刚度因素。
选项2：AerofoilAerofoil定义了叶片翼型，并可通过对翼型的定义，确定任意攻角下也叶片气动系数（升力系数，阻力系数等）Blades和Aerofoil两个选项共同定义了全部的叶片参数。
叶片的性能主要依赖于翼型、弦长和扭角分布这几个关键参数。
选项3：RotorRotor定义了风轮、转子轴、轮毂中，与气动力学相关的所有参数（几何尺寸，安装相对尺寸，运行模式等）选项4：TowerTower定义了所有塔筒（含基础）相关参数：尺寸，重量，刚度，材质等选项5：Power TrainPower train定义了传动链上各个环节的相关参数，选项卡分为：传动轴相关，安装，发电机相关，能量损耗和电网连接。
电机和刹车的设置很大程度上决定了电能输出能力和风机带载能力（极限值）。
选项6：NacelleNacelle定义了与机舱相关的几何和结构参数，主要影响偏航负载。
选项7：ControlControl定义了与控制系统相关的控制策略和控制器算法，转矩和桨叶角度控制中自带PI调节（可分段）并支持外部控制器文件的导入（DLL或EXE）。
选项8：Modal AnalysisModal Analysis，模态分析。
gh bladed计算载荷步骤
一、概述在工程领域中，计算载荷步骤是非常重要的一环，它可以帮助工程师们准确地评估结构在不同工况下承受的载荷大小，为设计和施工提供了有力的支持。
而在这一过程中，Bladed软件作为一款专业的风力发电机模拟计算软件，为工程师们提供了强大的模拟计算功能，能够精确地计算风力发电机在不同工况下的载荷情况，极大地提高了工程设计的精准度和可靠性。
二、Bladed软件简介Bladed软件是由英国风力能源公司DNV GL开发的一款专业的风力发电机模拟计算软件，它具备强大的计算能力和丰富的建模功能，可以对风力发电机在不同工况下的动态特性进行精确模拟和计算,包括模型搭建、载荷计算、性能评估等多个方面。
Bladed软件采用了先进的风能、结构和控制建模技术，可以模拟不同的风速、叶片角度和工况，为工程师们提供了准确可靠的仿真环境，帮助他们深入理解风力发电机的工作原理和性能特点。
三、Bladed在计算载荷步骤中的应用1. 参数设置在进行计算载荷步骤之前，工程师需要对Bladed软件进行一系列参数设置，包括风速、叶片角度、风向等工况参数的输入，以及结构特性、控制系统、风机特性等模型参数的调整。
通过合理设置这些参数，可以为载荷计算提供准确的输入数据，从而保证计算结果的可信度和准确性。
2. 载荷计算Bladed软件可以根据用户输入的参数进行风力发电机的载荷计算，包括不同工况下的风载荷、惯性载荷、重力载荷等。
通过对这些载荷进行精确的计算和分析，工程师们可以了解风力发电机在不同工况下承受的不同载荷大小，为结构设计和施工提供重要的参考依据。
3. 结果分析在载荷计算完成后，Bladed软件可以生成详细的计算结果报告，包括风载荷、重力载荷、转矩、振动等多个方面的数据和图表。
工程师们可以通过分析这些结果，深入了解风力发电机在不同工况下的动态特性和载荷情况，为优化设计方案和改进结构性能提供重要的参考依据。
四、Bladed在实际工程中的应用案例1. 风电场设计Bladed软件可以帮助工程师们对风电场进行精确的设计和评估，包括风力发电机的布置方式、叶片数量、机组功率等参数的优化。
冰与火之歌单词
生词：a hint of 少许，一点点bait n. 饵；诱饵lordling n. 老爷；小贵族；小公子wet nurse n. 奶妈；乳母tit n. [俚语、粗俗语](女人的)胸部，乳房twilit adj. 微明的；暮光下可见的echo vi. 发出回声unman vt. 使失去男子气质；使怯懦生词：Suppress vt. 抑制；镇压；废止Hood n. 头巾；覆盖；兜帽be made light of被轻视Perilous adj. 危险的Bowel n. 肠；内部Ranging n. 徘徊；漫游(文中指巡逻) 动词为range Southron n. 南方人haunted adj. 闹鬼的hackle n. (雄性鸟类头部的)颈毛，颈羽raider n. 袭击者；侵入者implacable adj. 不能安抚的；难和解的；不能缓和的hellbent adj. 拼命的；疾驰的；坚决的生词：slender adj. 细长的；苗条的destrier n.[古语]军马,战马( = warhorse)garrons n.（=garran）小壮马woolen adj. 羊毛的；羊毛制的moleskin n. 鼹鼠皮supple adj. 柔软的；ringmail n. 链甲layer n. 层boiled leather n. 熟皮甲;硬皮甲wardrobe n. 衣柜；行头crowning adj. 至高无上的；顶端的；顶部的；无比的sable adj. 黑的；黑貂皮的；barrack n. 营房；兵舍distracted adj. 心烦意乱的；思想不集中的interrupt vt. 中断；打断；插嘴；妨碍Leave …… out 遗漏，省去生词：poacher n. 偷猎者buck n. 雄鹿；ridge n. 山脊；山脉；lean-to n. 单坡屋顶；披屋firepit n. 火坑bladed adj. 有叶片的；有刀刃的ironwood n. [木] 硬木；铁木far-eyes 这词词典上查不到。
bladed
GH Bladedperformance and loadingGH Bladed is an integrated software package which allowsthe user to carry out the full range of performance andloading calculations required for the design and certification ofwind turbines, both onshore and offshore. The programme hasbeen extensively validated against measured data from a widerange of turbines.The Garrad Hassan approach to the calculation of windturbine performance and loading has been developed over thelast twenty years. The main aim of this development has beento produce reliable tools for use in the design and certificationof wind turbines.The Windows-based graphical user interface and on-line helpfacility makes Bladed easy and convenient to use. It is the "industry standard" for wind turbine design calculations. Bladed supports calculations of combined wind and wave loading, with full aeroelastic and hydroelastic modelling. Bladed has been validated by Germanischer Lloyd for the calculation of wind turbine loads for design and certification.Bladed is used by wind turbine and component manufacturers, certification agencies, design consultants and research organisations across the world. A number of modules are available, covering steady state analysis, dynamic load simulations, analysis of loads and energy capture, batch processing and automated report generation, interactionwith the electrical network, and model linearisation for control design.Bladed is also available in an educational version which provides a world class tool for teaching wind turbine technology.i m a g e :©B W E ARotor•1, 2 or 3 blades.•Full and partial span pitch or aileron control.•Pre-bent blade model.•Fixed or teetered hub.•Upwind or downwind orientation.•Clockwise or anticlockwise rotation.•Blade vibration dynamics, in and out of plane, andflap-twist coupling.•Blade element momentum with dynamic inflow andstall hysteresis.•Comprehensive aerofoil interpolation.•Rotor mass, geometric and pitch imbalances.•Model for iced blades.•Blade vibration dampers.Drive train•Stiff or torsionally flexible shafts.•Geared and direct drive layouts.•Flexible mountings on gearbox or pallet.•Alternative shaft brake positions.•Mechanical losses from look-up tables.•User specified shaft brake characteristics.Generator and electrical•Fixed speed and two-speed induction.•Variable speed and variable slip models.•Electrical model for voltage variations andnetwork interactions.•Calculation of network voltage variations and flicker.•Range of electrical loss models.Control•Stall, pitch or aileron control.•Collective or independent pitch.•Fixed or variable speed.•Transducer dynamics.•Parked, idling, start-up, shutdown and powerproduction simulations.•Built in PI controllers with gain scheduling.•All turbine control functions can be user-defined throughinterface to MS Windows DLL.•Example controller DLL source code provided in FORTRAN,C and Visual Basic.•Comprehensive pitch actuator models.•Rotary and linear pitch drives.•Load-dependent pitch bearing friction.Tower and nacelle•Tower dynamics, fore-aft and side to side.•Yaw dynamics and yaw bearing friction.•Foundation flexibility.•Wind loading.•Wave and current loading.Wind field model•3-dimensional, 3 component models ofatmospheric turbulence.•Transients in wind speed, direction, and shear as specifiedin the design standards.•Wind shear (exponential or logarithmic models).•••Waves and currents•JONSWAP and Pierson-Moskowitz wave spectra.•Near-surface, sub-surface and near-shore current.•Regular and random wave histories.•Non-linear wave theory for extreme wave modelling.Response Calculations•Modal analysis of blades and tower.•Blade aerodynamics.•Performance coefficients.•Power curves.•Mean steady loads.•Detailed simulations of performance and loading for allturbine states.•Full order linearised models in Matlab format.•Earthquake loading.The simulations cover all operational states:•Start-up.•Normal running.•Shutdown.•Idling.•Parked.•User defined via the MS Windows DLL controller facility.The user is allowed very flexible control of thecalculation outputs:•Forces and moments at specified blade and tower stations.•Forces and moments at the hub and yaw bearing.•Shaft, gearbox, brake and generator loads.•Rotational speeds at rotor and generator.•Mechanical and electrical losses.•Blade and tower deflections and yaw motion.•Nacelle accelerations.•Blade pitch, controller and transducer signals.•Detailed pitch actuator information.•Active and reactive power output, currents and voltages.•Detailed aerodynamic information at specified blade stations.Post-processing facilityA powerful post-processing facility is provided for analysis of the results of calculations:•Annual energy capture.•Electrical flicker.•Prediction of extreme loads.•Extraction of periodic and random loads.•Probability distributions.•Autospectral analysis.•Cross spectra, coherence and transfer functions.•Calculation of stress histories from combinations of loads.•Peak value and level crossing analysis.•Lifetime fatigue analysis in a single calculation from multiple load cases.•Rainflow cycle counting.•Fatigue analysis.•Damage equivalent loads.•Ultimate loads analysis.•Basic statistics.•Fourier harmonics.•Export data to ASCII files.•Bearing life calculations.•Gearbox time and revolutions at level.GraphicsA graphics facility is provided which allows the user to view results quickly and easily, and to incorporate graphs into any MS OLE compliant document including MS Word, Exceland PowerPoint:•Multiple line graphs.•Cross plots.•Bar charts.•Linear and logarithmic axes.•3D surface and column plots.•Automated batch plotting and tabulation to screen or MS Word document.Project management•Use project files to store and share turbine and calculation definitions.•Use calculation records to repeat and verify earlier work •Import project data from other project files or from completed calculations.•Managed batch calculation lists for one stopcertification calculations.•Rapid quality checking of simulation results using flexible plotting facility.•Automatic generation of MS Word project file and calculation reports suitable for certification.Support and trainingAfter sales support and maintenance includes telephone and email support and incremental upgrades to the software. Garrad Hassan will also provide changes to the software to meet a user’s specific requirements. Such changes will be provided on a commercial basis. Training courses arealso available.System requirementsBladed is designed to run on PC computers under Windows 98, ME, NT, 2000 and XP.A demonstration version of GH Bladed is available.。
bladed和matlab通讯 用户手册
bladed和matlab通讯用户手册【原创版】目录1.Bladed 和 MATLAB 通讯简介2.Bladed 软件的功能和特点3.MATLAB 的基本介绍4.Bladed 和 MATLAB 通讯的实现方法5.使用 Bladed 和 MATLAB 通讯的注意事项6.结论正文一、Bladed 和 MATLAB 通讯简介Bladed 是一款专业的数据分析和可视化工具，它具有强大的数据处理和图形绘制功能，广泛应用于科学研究和工程设计领域。
MATLAB 则是一款商业数学软件，具有丰富的函数库和强大的矩阵计算能力，是科学计算和工程仿真的理想工具。
将 Bladed 和 MATLAB 进行通讯，可以充分发挥两者的优势，提高数据处理和分析的效率。
二、Bladed 软件的功能和特点Bladed 软件具有以下主要功能和特点：1.强大的数据处理能力：Bladed 可以方便地对数据进行导入、清洗、转换和分析等操作，满足各种数据处理需求。
2.丰富的图形绘制功能：Bladed 支持多种图形类型，如折线图、柱状图、饼图等，可以直观地展示数据分析结果。
3.用户友好的界面：Bladed 具有简洁直观的用户界面，方便用户进行各种操作。
4.灵活的脚本支持：Bladed 支持多种脚本语言，如 Python、R 等，可以实现复杂的数据处理和分析任务。
三、MATLAB 的基本介绍MATLAB（Matrix Laboratory）是一款商业数学软件，主要用于科学计算、数据分析、可视化和工程仿真等领域。
MATLAB 具有以下特点：1.丰富的函数库：MATLAB 具有丰富的函数库，涵盖了数学、统计、信号处理、图像处理等多个领域。
2.强大的矩阵计算能力：MATLAB 的矩阵计算能力非常强大，可以高效地处理大规模数据。
3.灵活的编程环境：MATLAB 提供了灵活的编程环境，用户可以使用MATLAB 语言或 C/C++等语言进行编程。
4.易用的可视化工具：MATLAB 提供了多种可视化工具，如折线图、散点图、柱状图等，可以方便地展示数据分析结果。
风剪切效应
风剪切效应
风剪切效应，简单来说由于地表粗糙度的影响，风速随高度的增加而减小（对于一般正剪切情况）。
对于兆瓦级风电机组来说，风轮尺寸很大，直径达到上百米，叶片在不同运行位置时风速变化很大，风剪切的效应不能忽略。
Bladed软件提供了三种风剪切模型，属于行业内公认可接受的理论，分别为指数型、对数型、自定义离散型。
风切变模型定义可参考IEC61400-1（后台回复关键词
“IEC61400-1”，获取电子版），这个界面定义是垂直方向的风剪切作用，常采用指数型模型，切变指数a设为0.2。