Система и способ определения перемещений и колебаний подвижных структур - RU2016104110A
Код документа: RU2016104110A
Формула
1. Система для контроля перемещений структуры (1), содержащая
по меньшей мере одно закрепленное на структуре инерциальное измерительное устройство (5) для определения мгновенных угловых скоростей и значений ускорения в неподвижной относительно Земли системе координат,
центральный модуль (11) для определения контролируемого значения на основании мгновенных угловых скоростей и значений ускорения при помощи инерциального навигационного алгоритма и
выходной модуль (12) для выдачи контролируемого значения, причем
центральный модуль (11) выполнен с возможностью определять и/или корректировать ошибку измерения инерциального измерительного устройства (5) на основании заданного структурой краевого условия, и
центральный модуль (11) выполнен с возможностью определять краевое условие на основании по меньшей мере одной информации из группы, включающей в себя
по существу стационарное положение структуры (1),
ограничение степени свободы перемещения по меньшей мере одного элемента структуры (1),
угол наклона по меньшей мере одного элемента структуры (1),
среднее значение перемещения по меньшей мере одного элемента структуры (1) и/или инерциального измерительного устройства (5).
2. Система по п. 1, в которой
инерциальное измерительное устройство (5) содержит три датчика мгновенной угловой скорости с соответственно линейно независимыми друг от друга и/или ортогональными друг другу осями регистрации, а также три датчика ускорения с соответственно линейно независимыми друг от друга и/или ортогональными друг другу направлениями регистрации.
3. Система по п. 1 или 2, содержащая
множество закрепленных на структуре инерциальных измерительных устройств (5), при этом
центральный модуль (11) выполнен с возможностью определять контролируемое значение на основании относительного перемещения между по меньшей мере двумя из указанных нескольких инерциальных измерительных устройств (5).
4. Система по п. 1 или 2, в которой
структура (1) включает в себя множество соединенных друг с другом компонентов (2, 3, 4, 4a, 4b, 4c), причем
по меньшей мере на двух из компонентов (2, 3, 4, 4а, 4b, 4c), соответственно расположено инерциальное измерительное устройство.
5. Система по п. 1 или 2, в которой
структурой является ветроэнергетическая установка (1), и инерциальное измерительное устройство (5) расположено на лопасти (4а, 4b, 4c) винта ветроэнергетической установки (1), причем
инерциальное измерительное устройство (5) расположено таким образом, что касательная к траектории вращения инерциального измерительного устройства (5) не перпендикулярна и/или не параллельна ни одному из направлений регистрации датчиков мгновенной угловой скорости, и/или
центральный модуль (11) выполнен с возможностью определять краевое условие на основании по меньшей мере одной информации из группы, включающей в себя
циклически воздействующее вместе с оборотом ротора (4) на инерциальное измерительное устройство (5) ускорение силы тяжести,
циклически воздействующее вместе с оборотом ротора (4) на инерциальное измерительное устройство (5) вращение Земли, и
выходной сигнал импульсного датчика вращения ротора (4).
6. Система по п. 1 или 2, в которой
структурой является ветроэнергетическая установка (1), и инерциальное измерительное устройство расположено на гондоле (3) ветроэнергетической установки (1), и
центральный модуль (11) выполнен с возможностью определять краевое условие на основании датчика угла поворота гондолы (3).
7. Система по п. 1 или 2, в которой
центральный модуль (11) выполнен с возможностью определять контролируемое значение на основании по меньшей мере одной информации из группы, включающей в себя
выходное значение математической модели структуры (1),
информацию о статусе структуры (1),
параметр окружающей среды,
мгновенную угловую скорость, ускорение, угловую скорость, скорость, ориентацию и/или положение в точке структуры, отличающейся от места монтажа инерциального измерительного устройства (5),
скручивание между двумя различными точками структуры, и
амплитуду перемещения и/или частоту перемещения колебания структуры.
8. Система по п. 1 или 2, в которой центральный модуль (11) выполнен с возможностью
регистрировать граничные величины контролируемого значения, и при превышении по меньшей мере одной из граничных величин посылать информацию в выходной модуль (12),
на основании контролируемого значения посылать в выходной модуль (12) предложение в отношении управляющих параметров для регулирования исполнительных элементов структуры (1), и/или
на основании контролируемого значения посылать управляющие параметры на исполнительные элементы.
9. Способ контроля перемещений структуры (1), включающий в себя
определение мгновенных угловых скоростей и значений ускорения в неподвижной относительно Земли системе координат по меньшей мере одним закрепленным на структуре (1) инерциальным измерительным устройством (5),
определение контролируемого значения на основании мгновенных угловых скоростей и значений ускорения при помощи инерциального навигационного алгоритма,
определение и/или корректировку ошибки измерения определенных мгновенных угловых скоростей и значений ускорения на основании заданного структурой краевого условия,
выдачу контролируемого значения, причем
ошибку измерения инерциального измерительного устройства (5) определяют и/или корректируют на основании заданного структурой краевого условия,
которое определяют на основании по меньшей мере одной информации из группы, включающей в себя
по существу стационарное положение структуры (1),
ограничение степени свободы перемещения по меньшей мере одного элемента структуры (1),
угол наклона по меньшей мере одного элемента структуры (1),
среднее значение перемещения по меньшей мере одного элемента структуры (1) и/или инерциального измерительного устройства (5).
10. Способ по п. 9, включающий в себя
ввод мгновенных угловых скоростей и значений ускорения в математическую модель структуры,
валидацию математической модели при помощи сравнивания характеристики измеренных мгновенных угловых скоростей и значений ускорения соответственно с мгновенными угловыми скоростями и значениями ускорения, рассчитанными согласно модели, и
определение контролируемого значения на основании математической модели.
11. Способ по п. 9 или 10, в котором
структура содержит по меньшей мере один элемент ветроэнергетической установки (1), включающий в себя ротор (4) с лопастями (4а, 4b, 4c) винта, причем инерциальное измерительное устройство (5) расположено на одной из лопастей (4а, 4b, 4c) винта, включающий в себя
калибровку инерциального измерительного устройства (5) на основании циклически воздействующего вместе с оборотом ротора (4) на инерциальное измерительное устройство (5) ускорения силы тяжести, на основании циклически воздействующего вместе с оборотом ротора (4) на инерциальное измерительное устройство (5) вращения Земли и/или на основании импульсного датчика вращения ротора (4).
12. Способ по п. 9 или 10, в котором
структура содержит по меньшей мере один элемент ветроэнергетической установки (1), включающий в себя ротор (4), причем инерциальное измерительное устройство (5) расположено на роторе (4), включающий в себя регистрацию дисбаланса ротора (4) на основании зарегистрированных мгновенных угловых скоростей и значений ускорения.
