本發(fā)明涉及工業(yè)控制器設(shè)計方法，具體涉及一種漂浮式風(fēng)電機組動態(tài)穩(wěn)定一體化規(guī)劃控制方法。

背景技術(shù)：

1、我國深遠海風(fēng)能資源豐富且開發(fā)潛力巨大，深遠海風(fēng)資源的開發(fā)對于應(yīng)對全球氣候變化問題具有重大意義。海上風(fēng)資源開發(fā)主要采用固定式基礎(chǔ)和漂浮式基礎(chǔ)兩種類型的風(fēng)電機組，固定式風(fēng)電機組技術(shù)相對成熟，主要適用于水深較淺的近岸淺海區(qū)域。然而，隨著可開發(fā)海域的水深不斷增加，固定式風(fēng)電機組的施工難度和成本急劇上升，其在深遠海區(qū)域的應(yīng)用受到較大限制。隨著水深增加至50~100米，漂浮式風(fēng)電機組成為了開發(fā)深遠海風(fēng)能的關(guān)鍵。漂浮式風(fēng)電機組受風(fēng)-浪-流耦合影響的效果顯著，特別是自身結(jié)構(gòu)柔性特征顯著的大兆瓦風(fēng)電機組被安裝在浮體平臺上。在控制系統(tǒng)的核心參數(shù)設(shè)計階段無法考慮平臺運動造成的影響，使得風(fēng)電機組實際運行中難以達到期望的運行狀態(tài)，對漂浮式風(fēng)電機組的動態(tài)穩(wěn)定運行帶來了挑戰(zhàn)。

2、針對固定式的動態(tài)穩(wěn)定運行，主要采用最大功率捕獲控制、塔筒結(jié)構(gòu)阻尼加載控制、獨立變槳控制等。專利cn118092147b提出了一種海上風(fēng)電機組的工業(yè)規(guī)劃控制器設(shè)計方法，該方法在不改變現(xiàn)有工業(yè)控制架構(gòu)的前提下提升了海上風(fēng)電機組的運行性能。然而，漂浮式風(fēng)電機組安裝在浮體結(jié)構(gòu)上，浮體更易遭受海浪的影響而產(chǎn)生橫搖、縱搖運動，這種運動會惡化風(fēng)電機組系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，上述專利所提出的方案無法解決這一難題。此外，漂浮式風(fēng)電機組控制器系統(tǒng)主要包括葉片變槳控制子系統(tǒng)、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩控制子系統(tǒng)、以及機艙偏航控制子系統(tǒng)，可以通過協(xié)同這三個子控制系統(tǒng)，綜合提升漂浮式機組浮體平臺穩(wěn)定性。

3、現(xiàn)有漂浮式風(fēng)電機組控制器的標準工業(yè)控制架構(gòu)為：在額定風(fēng)速以下控制系統(tǒng)追蹤最優(yōu)葉尖速比進行最大風(fēng)功率捕獲，在額定風(fēng)速以上維持機組工作在有功功率輸出和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速在額定值。在此基礎(chǔ)上，控制系統(tǒng)進一步考慮了平臺運動對整機動態(tài)響應(yīng)的影響，在葉片變槳控制回路增加了浮體縱搖的阻尼控制回路。浮體平臺動態(tài)加阻控制回路僅能有限的優(yōu)化浮體平臺的縱搖，但對平臺整體的運動抑制效果有限，且降低了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/有功功率的穩(wěn)定性。為了優(yōu)化機組運行性能，使機組實際運行性能接近理論設(shè)計值，參數(shù)整定控制算法，如模糊自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制以及模型參考自適應(yīng)控制策略被相繼提出。然而，此類參數(shù)整定控制改變了現(xiàn)有工業(yè)控制器的架構(gòu)，具有風(fēng)電機組運行失效的潛在風(fēng)險，該方案難以被整機廠商和業(yè)主接受。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種漂浮式風(fēng)電機組動態(tài)穩(wěn)定一體化規(guī)劃控制方法。目的是解決現(xiàn)有漂浮式風(fēng)電機組工業(yè)控制方法在運行過程中理論設(shè)計參數(shù)無法考慮浮體運動，造成的機組控制參數(shù)在實際運行中存在偏差，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速/功率、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等方面動態(tài)穩(wěn)定性能被惡化的問題。漂浮式風(fēng)電機組可以通過傳感器測量機組在運行過程中的風(fēng)輪-發(fā)電機、浮體的動態(tài)響應(yīng)，本發(fā)明旨在不改變已經(jīng)被工業(yè)屆采納的控制算法架構(gòu)，統(tǒng)籌一體化規(guī)劃葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩以及機艙偏航的核心控制參數(shù)。該方法能夠有效利用傳感器動態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)開展控制器核心控制參數(shù)的動態(tài)規(guī)劃，實現(xiàn)綜合提升漂浮式風(fēng)電機組動態(tài)穩(wěn)定性的效果。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種漂浮式風(fēng)電機組動態(tài)穩(wěn)定一體化規(guī)劃控制方法，包括以下步驟：

4、步驟1，建立漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃控制架構(gòu)，具體包括一個控制器和一體化規(guī)劃器。控制器由葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航這三個子控制系統(tǒng)構(gòu)成，一體化規(guī)劃器用于動態(tài)調(diào)節(jié)控制器中各子控制系統(tǒng)的核心控制參數(shù)；

5、步驟2，建立漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃器的綜合優(yōu)化目標函數(shù)，用于抑制浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)的運動和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/有功功率的波動；基于所述漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃器的綜合優(yōu)化目標函數(shù)，構(gòu)建浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型、以及風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型；

6、步驟3，基于所述浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型和所述風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型以及葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的控制策略，建立漂浮式風(fēng)電機組浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)、以及葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的狀態(tài)變量與所述核心控制參數(shù)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)方程，實現(xiàn)核心控制參數(shù)到狀態(tài)變量的多步長預(yù)測；基于多步長預(yù)測結(jié)果迭代求解所述漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃器的綜合優(yōu)化目標函數(shù)，以確定核心控制參數(shù)的參考值。

7、上述技術(shù)方案中，進一步地，所述步驟1具體包括：

8、步驟1-1，建立控制器；在一體化規(guī)劃控制方法架構(gòu)下，控制器基于現(xiàn)有工業(yè)標準控制器來制定漂浮式風(fēng)電機組運行，控制器的輸入為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量值、風(fēng)速測量值、風(fēng)向測量值，以及控制器的核心控制參數(shù)；通過控制器輸出的三個葉片變槳角參考值、和（）、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩參考值、機艙偏航角來操作漂浮式風(fēng)電機組運行?？刂破鞯暮诵目刂茀?shù)由外接的一體化規(guī)劃器進行動態(tài)調(diào)節(jié)；

9、步驟1-2，重構(gòu)漂浮式建風(fēng)電機組葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航的子控制系統(tǒng)，其中，葉片變槳子控制系統(tǒng)一方面通過比例-積分（proportional-integral，pi）維持風(fēng)輪轉(zhuǎn)速運行在其額定值，另一方面通過比例控制來動態(tài)調(diào)節(jié)浮體平臺縱搖方向的結(jié)構(gòu)阻尼；發(fā)電機轉(zhuǎn)矩子控制系統(tǒng)采用分段策略，即在額定風(fēng)速以下追蹤最大風(fēng)能捕獲，在額定風(fēng)速以上通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩值以維持額定有功功率輸出；機艙偏航子控制系統(tǒng)以固定的偏航速率（）運行，消除風(fēng)輪面與風(fēng)向之間的偏差角，提高風(fēng)能捕獲效率。

10、葉片變槳子控制系統(tǒng)的控制策略可以被表述為轉(zhuǎn)速誤差追蹤比例-積分控制環(huán)()和浮體縱搖運動阻尼調(diào)節(jié)比例環(huán)兩個部分，具體為：

11、???????????????(1)

12、其中，為葉片變槳角度參考值；為三個葉片變槳角的實時值；為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速追蹤誤差，為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測量值；、和分別是變槳控制器比例增益、積分增益以及浮體阻尼增益系數(shù)；為浮體平臺的縱搖角速度的測量值；t為累積運行時長。

13、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩子控制系統(tǒng)的控制策略為：根據(jù)葉片變槳角度的切換值進行最大風(fēng)能捕獲和額定有功功率輸出策略的切換，具體表述為：

14、??????????????????????????(2)

15、其中，為發(fā)電機轉(zhuǎn)矩參考值；為葉片變槳角測量值；為額定風(fēng)速以下的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩系數(shù)；為齒輪箱變比；為發(fā)電機能量轉(zhuǎn)換效率。

16、機艙偏航子控制系統(tǒng)的控制策略為：以恒定偏航速率執(zhí)行機艙的偏航并給定相應(yīng)的機艙偏航角度參考值，具體表述如下：

17、???????????????????????????????(3)

18、??????????????????????????????(4)

19、其中，為機艙偏航速率參考值；為機艙偏航角度參考值；為啟動偏航動作的誤差閾值；為停止偏航動作的誤差閾值；為工業(yè)控制器的控制周期；為觸發(fā)偏航啟動的當(dāng)前時刻滑動窗口內(nèi)個等間隔數(shù)據(jù)的平均值；為觸發(fā)偏航停止的當(dāng)前時刻滑動窗口內(nèi)個等間隔數(shù)據(jù)的平均值；需要滿足；為第個時間間隔的綜合誤差，與第個時間間隔的偏航設(shè)定值、第個時間間隔的風(fēng)向測量值和第個時間間隔的機艙偏航角度測量值相關(guān)（）。

20、步驟1-3，建立一體化規(guī)劃器；一體化規(guī)劃器可以采用多種優(yōu)化算法，實時地迭代尋優(yōu)控制器的最佳核心控制參數(shù)。核心控制參數(shù)具體包括：葉片變槳子控制系統(tǒng)的比例增益參數(shù)、積分增益參數(shù)、浮體平臺阻尼的比例增益、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩子控制系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)、以及機艙偏航子控制系統(tǒng)的修正角度，組成控制器的核心控制參數(shù)向量，具體表示為。同時，規(guī)劃器的輸入是由傳感器測量的漂浮式風(fēng)電機組實時運行狀態(tài)和風(fēng)-浪-流環(huán)境參數(shù)組成，并將控制器的核心控制參數(shù)向量作為規(guī)劃器輸出，用來整定工業(yè)控制器的核心控制參數(shù)；

21、步驟1-4，設(shè)定一體化規(guī)劃器的執(zhí)行周期大于等于工業(yè)控制器的控制周期，定義為：。即，風(fēng)電機組執(zhí)行n個控制周期的控制后，對工業(yè)標準控制器進行一次核心控制參數(shù)的更新。

22、進一步地，所述步驟2具體包括：

23、步驟2-1，設(shè)定漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃器的綜合優(yōu)化目標函數(shù)，即通過葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的協(xié)同作用實現(xiàn)浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)的運動抑制、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/有功功率輸出的波動抑制。浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)運動、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/有功功率波動綜合優(yōu)化目標通過規(guī)劃器調(diào)節(jié)控制器核心控制參數(shù)實現(xiàn)。漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃器的綜合優(yōu)化目標函數(shù)設(shè)計不唯一，可以被定義為如下所示的形式：

24、(5)

25、其中，為目標函數(shù)的值；為最小目標函數(shù)值對應(yīng)的n個理想規(guī)劃周期控制參數(shù)向量序列；、、、、、、為浮體平臺縱搖優(yōu)化、浮體平臺橫搖優(yōu)化、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速優(yōu)化、傳動鏈扭角優(yōu)化、葉片變槳變化限制優(yōu)化、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩變化限制優(yōu)化、機艙偏航限制優(yōu)化的權(quán)重因子，權(quán)重因子取值基于pareto最優(yōu)理論依據(jù)實時外部環(huán)境特征進行整定；、、、、、和分別為第個周期中第個預(yù)測步長的浮體平臺縱搖運動角速度、浮體平臺橫搖運動角速度、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、傳動鏈扭角、變槳一階導(dǎo)數(shù)、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩一階導(dǎo)數(shù)和機艙偏航角度；為允許的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速偏差；、、、、、分別是浮體縱搖方向角速度、浮體橫搖方向角速度、傳動鏈扭角、三個葉片變槳一階導(dǎo)數(shù)、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩一階導(dǎo)數(shù)、機艙偏航角角度的最大約束。其中第個周期中第個預(yù)測步長的變槳一階導(dǎo)數(shù)和發(fā)電機轉(zhuǎn)矩一階導(dǎo)數(shù)可以被表述為：

26、?????????????????????????????(6)

27、???????????????????????????????(7)

28、其中，和分別為葉片變槳和發(fā)電機轉(zhuǎn)矩執(zhí)行機構(gòu)的時間常數(shù)；和分別為第個周期中第個預(yù)測步長的變槳角度和發(fā)電機轉(zhuǎn)矩參考的預(yù)測值；和分別為第個周期中第個預(yù)測步長的變槳角度和發(fā)電機轉(zhuǎn)矩狀態(tài)的預(yù)測值。

29、步驟2-2，建立受風(fēng)-浪影響的浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，該模型采用縱搖和橫搖方向解耦的浮體運動角度的二階常微分動力學(xué)方程表示：

30、????????????(8)

31、???????????????(9)

32、其中，、、分別為浮體平臺在縱搖方向的轉(zhuǎn)動慣量、等效阻尼以及恢復(fù)系數(shù)，、、分別為浮體平臺在橫搖方向的轉(zhuǎn)動慣量、等效阻尼以及恢復(fù)系數(shù)；、分別為浮體平臺在縱搖方向的運動角加速度、角速度、角度；、、分別為浮體平臺在橫搖方向的運動角加速度、角速度、角度；和分別為縱搖和橫搖方向波浪導(dǎo)致的力矩；為塔筒支撐結(jié)構(gòu)的高度；和分別為平臺在縱搖和橫搖方向受到的等效推力。

33、步驟2-3，構(gòu)建風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，具體表述為：

34、?????????????????????(10)

35、?????????????????????????(11)

36、????????????????????????????????(12)

37、其中，為風(fēng)輪捕獲氣動功率，是關(guān)于風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、葉片變槳角度、輪轂處風(fēng)速的函數(shù)；為發(fā)電機轉(zhuǎn)速；為傳動鏈扭角；和分別為風(fēng)輪和發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量；和分別為傳動鏈阻尼系數(shù)和剛度系數(shù)；為齒輪箱變比；、和分別為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)速和傳動鏈扭角的一階導(dǎo)數(shù)。

38、進一步地，所述步驟3具體包括：

39、步驟3-1，建立漂浮式風(fēng)電機組浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)、以及葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的狀態(tài)變量與所述核心控制參數(shù)相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)方程，具體表述為：

40、??????????????????(13)

41、其中，是第個規(guī)劃周期第個()預(yù)測步長的狀態(tài)向量；是第個規(guī)劃周期第個預(yù)測步長控制器的核心控制參數(shù)輸入向量，其中、、、、分別為第個規(guī)劃周期第個預(yù)測步長的葉片變槳子控制系統(tǒng)的比例增益參數(shù)、積分增益參數(shù)、浮體平臺阻尼的比例增益、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩子控制系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)、機艙偏航子控制系統(tǒng)的修正角度；是第個規(guī)劃周期第個預(yù)測步長一體化規(guī)劃器的擾動輸入向量，其中、分別為第個規(guī)劃周期第個預(yù)測步長的風(fēng)速、風(fēng)向測量值；、和分別為第個規(guī)劃周期第個預(yù)測步長的狀態(tài)矩陣、核心控制參數(shù)輸入矩陣和擾動輸入矩陣，具體的構(gòu)建方法為：基于所述葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的控制策略方程、所述浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型以及風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)的非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，采用一階泰勒展開對上述方程及模型進行展開，并將與狀態(tài)向量相關(guān)的項放入狀態(tài)矩陣中，將與控制器的核心控制參數(shù)輸入向量相關(guān)的項放入核心控制參數(shù)輸入矩陣中，將與一體化規(guī)劃器的擾動輸入向量相關(guān)的項放入擾動輸入矩陣中。

42、步驟3-2，基于步驟3-1所得的狀態(tài)方程對狀態(tài)變量進行多步長預(yù)測，并將所述預(yù)測結(jié)果限制在約束內(nèi)（若預(yù)測結(jié)果超出該范圍，則通過調(diào)整控制輸入?yún)?shù)的方法，將高于最大值時的預(yù)測值調(diào)整為最大值，將低于最小值時的預(yù)測值調(diào)整為最小值）；對漂浮式風(fēng)電機組候選給定變槳角、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、偏航的有限控制集、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、浮體平臺縱搖和橫搖角度進行約束：

43、?????????????????????????(14)

44、?????????????????????????????(15)

45、??????????????????????????(16)

46、?????????????????????????????(17)

47、????????????????????????(18)

48、?????????????????????????(19)

49、其中，、、、、分別是三個葉片變槳一階導(dǎo)數(shù)、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩一階導(dǎo)數(shù)、機艙偏航一階導(dǎo)數(shù)、平臺縱搖運動角速度、平臺橫搖運動角速度的最小約束，、、分別是機艙偏航一階導(dǎo)數(shù)、平臺縱搖運動角速度、平臺橫搖運動角速度的最大約束；為切入風(fēng)速的最小風(fēng)輪轉(zhuǎn)速；為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速額定值。

50、步驟3-3，將所述步驟3-2預(yù)測得到的漂浮式風(fēng)電機組狀態(tài)向量預(yù)測值代入漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃器的綜合優(yōu)化目標函數(shù)中，使用求解算法，如二次規(guī)劃法、窮舉法、梯度下降法、智能優(yōu)化算法等迭代求解綜合優(yōu)化目標函數(shù)，得到對應(yīng)最小函數(shù)值的n個規(guī)劃周期控制參數(shù)向量,?,…,?。將向量的第一個元素作為現(xiàn)有漂浮式風(fēng)電機組工業(yè)控制系統(tǒng)的核心控制參數(shù)的參考值。

51、在上述方法中，所述一體化規(guī)劃器還包含一個故障恢復(fù)機制，用于保證在控制過程中遇到故障或通訊問題時仍能實現(xiàn)常規(guī)運行。當(dāng)一體化規(guī)劃器無法達到理想控制效果或控制器和一體化規(guī)劃器之間通訊中斷時，一體化規(guī)劃器自動切出，并自動恢復(fù)至控制器（即原有的工業(yè)標準控制系統(tǒng)）。當(dāng)通訊問題得到解決，或者規(guī)劃器的優(yōu)化效果得到恢復(fù)，將自動恢復(fù)到原有的一體化規(guī)劃控制模式。

52、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括：一個或多個處理器；存儲器，用于存儲一個或多個程序；當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)所述的漂浮式風(fēng)電機組動態(tài)穩(wěn)定一體化規(guī)劃控制方法。

53、本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執(zhí)行所述的漂浮式風(fēng)電機組動態(tài)穩(wěn)定一體化規(guī)劃控制方法。

54、本發(fā)明的有益效果在于：

55、本發(fā)明提供了一種漂浮式風(fēng)電機組動態(tài)穩(wěn)定一體化規(guī)劃控制方法。漂浮式風(fēng)電機組一體化規(guī)劃控制方法在控制方面仍然采用工業(yè)界的標準工業(yè)控制器旨在不改變現(xiàn)有整機廠/業(yè)主的成熟控制器方案；在控制器外部接入了一體化規(guī)劃器，協(xié)同動態(tài)調(diào)節(jié)葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的核心控制參數(shù)，可以采用基于非線性動力學(xué)數(shù)學(xué)模型的規(guī)劃器以動態(tài)調(diào)節(jié)控制器參數(shù)實現(xiàn)動態(tài)穩(wěn)定目標的綜合優(yōu)化。

56、對于一體化規(guī)劃器的多步長預(yù)測，基于風(fēng)電機組風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)、浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)非線性動力學(xué)模型以及葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的控制策略，構(gòu)建了漂浮式風(fēng)電機組浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、風(fēng)輪-發(fā)電機傳動系統(tǒng)、以及葉片變槳、發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、機艙偏航三個子控制系統(tǒng)的狀態(tài)變量與工業(yè)控制器的核心控制參數(shù)之間的狀態(tài)方程，實現(xiàn)核心控制參數(shù)到狀態(tài)變量的多步長預(yù)測。根據(jù)漂浮式風(fēng)電機組在運行過程中的浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)運動穩(wěn)定性、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/有功功率波動控制目標，確定一體化規(guī)劃器的綜合優(yōu)化目標函數(shù)、狀態(tài)約束?；跍y量來流風(fēng)速、波浪等信息，迭代尋優(yōu)使得目標函數(shù)獲得最小值的控制器參數(shù)解，確定多預(yù)測步長下的工業(yè)控制器參數(shù)最優(yōu)序列，并將最優(yōu)序列的第一個元素作為控制器參數(shù)進行輸出。

57、本發(fā)明在不改變現(xiàn)有漂浮式風(fēng)電機組工業(yè)控制器架構(gòu)的條件下，通過動態(tài)調(diào)節(jié)一系列工業(yè)控制器的核心控制參數(shù)，實現(xiàn)漂浮式風(fēng)電機組運行的動態(tài)穩(wěn)定性綜合提升，抑制浮體平臺-支撐結(jié)構(gòu)的運動，減小風(fēng)輪轉(zhuǎn)速/有功功率波動，提高漂浮式風(fēng)電機組運行的穩(wěn)定性和高能效，具有重要的工程應(yīng)用價值。