一、海浪发电:取之不尽的海洋能（论文文献综述）
熊冬勤[1]（2021）在《海浪发电直线开关磁阻电机优化设计及其性能分析》文中认为海洋能因其储备足、形式多而成为众多国家发展清洁能源的重点项目之一,利用波浪冲击力实现电能的转换已被广泛研究并投入使用。直驱式海浪发电系统中间无转换装置,发电效率普遍高于液压涡轮机+旋转发电机等转换系统。而直线发电机作为直驱式发电系统的核心部件,其运行容错性、可靠性、效率等电机性能直接影响系统稳定性和发电能力。直线开关磁阻电机正常工作时运行速度范围宽、可靠性高,不含永磁体而造价低,被用于直驱式海浪发电系统中,但其效率、能量密度较低等关键问题还有待进一步解决。本文重点分析研究基于直线开关磁阻电机输出效率、能量密度的优化提升及其电磁特性。针对多参数、多目标的优化过程,提出一种基于熵值法灵敏度分层优化方法,并将其应用在平板形直线开关磁阻电机追求高效率、高能量密度的寻优中,为参数繁杂的多目标电机优化设计提供了快速、有效的参考方法。主要研究内容为:首先,介绍了圆筒形和平板形开关磁阻电机的拓扑结构,根据各结构磁路特性阐述其制造加工优缺点。为了能准确的了解电机发电效率、能量密度与参数变量的关联性,基于平板形直线开关磁阻电机推导发电过程中关键参数的解析方程,为下一步发电机多目标优化设计中确定待优化变量提供了参考。然后,建立直线开关磁阻电机三维有限元模型并仿真,分别对比小电流、饱和电流下二维计算结果,验证在一定程度下直线电机的二维仿真模型可代替计算点繁多的三维结构,降低计算成本、缩短仿真时长。在二维有限元模型的基础上,提出基于模拟退火算法、响应面法、单参数扫描法的总优化流程框图,采用熵值法确定多目标函数和灵敏度指标的比例权重,完成参数变量的灵敏度等级分层并进行各层次下的优化分析,保证优化时效的同时充分考虑参数之间的交互作用。最后,根据优化后的电机结构尺寸,建立二维有限元模型并进行不同工况速度下仿真计算,通过比较优化前后电机效率、电磁推力、磁密等各项性能指标,验证了所提优化方法用于电机设计的有效性。同时,根据海浪发电适用场景,提出电机垂直运行的安装方案,并研究了运行过程中可能发生的气隙不均匀现象下电机特性,为样机平台的制作、相关零部件尺寸的选择提供有力参考依据。
孟忠良[2]（2021）在《水平转子波浪能发电装置宽频捕能机理研究》文中指出近年来,随着技术的进步,波浪能利用逐渐成为新的能源研究领域。我国波浪能的研究和利用起步较晚,有许多问题有待解决。大部分波浪能发电装置基于共振原理来捕获波能,整体发电效率通常较低。一个重要的原因是波能发电装置在一级能量转换过程中,波能捕获频带相对较窄,仅在其固有频率对应的波状条件下,才能获得较大的波能捕获效率。而实际海况中,波浪随机性强,波浪频率在不断改变,因此装置的俘获效率会大幅降低,进而导致装置的发电效率偏低。拓宽捕能频带、探索宽频捕能是解决以上问题的有效途径,水平转子宽频捕能装置的研究与开发可以保证其在较宽频率范围内的波浪条件下,获得比较好的俘获效果,具体研究内容如下:1.阐述了水平转子波浪能发电装置宽频捕能研究的背景、目的及意义,综述了国内外波浪能发电装置发展现状以及在捕能效率提升方面的研究成果。分析了各类装置捕能效率低、捕获频带窄的主要原因,最终确定以水平转子波浪能发电装置为研究对象,以宽频捕能机理为研究内容,依据共振原理、机械设计理论等,通过理论分析、模型设计和实验验证相结合的方法展开研究。2.分析了水平转子波浪能发电装置的工作过程,基于共振原理,通过其水体共振数学模型,讨论了影响水平转子波浪能发电装置捕能频宽的具体参数。发现后板倾角参数可以改变其捕能的频带宽度,该结论为以后的模型试验平台搭建及实验工况设计奠定了基础。装置在漂浮状态下运行,垂荡和摇动是影响装置宽频捕能效率的主要因素,通过加装垂荡板及系泊系统增大装置运行的稳定能,基于悬链线理论,对其系泊方式和锚链长度进行了初步的选择和计算。3.针对不同形状垂荡板及其安装距离,使用AQWA软件基于势流理论与边界元法对装置模型进行风、浪、流的耦合仿真。根据装置的频域、时域特性,分析装置在系泊状态下的水动力性能,研究垂荡板的形状、安装距离对装置稳定性的影响。通过对实海况下的仿真结果,得出垂荡板较优的安装距离与形状,发现相同面积下安装倒角垂荡板形状的装置水动力响应更优。4.基于宽频捕能机理与相似原理,根据试验水槽造波条件搭建流道模型试验平台及数据采集系统,通过流道试验获取第一手试验数据,证明宽频捕能机理的可行性。试验结果证明改变倾角参数可以有效地拓宽模型的捕能频宽,得出了模型各个倾角参数下捕能效率随周期变化的特性曲线,表明随着倾角参数的增大,捕能频宽逐渐增大,当倾角参数增大到一定数值时,捕能频宽开始减小;通过分析转速随周期变化的特性曲线,得出水平转子的转速是影响捕能效率的主要因素,以上结论为装置流道及转子的性能分析和优化奠定了基础。同时,实验发现水体回流影响水平转子对波浪能的转换,通过进一步的试验研究,得出二次波能转换效率随周期变化的特性曲线,发现其变化规律与总体捕能效率特性曲线的相似性;通过对出水口水位的的监测,得出了单位时间内水体体积随周期变化的特性曲线,并且单位时间内水体体积变化越大、装置捕能效率越高,该结论可作为装置衡量宽频捕能效率高低的一个参考指标。5.在系泊仿真分析与流道实验研究的基础上搭建系泊模型试验平台,进一步研究系泊状态下装置的稳定性能和宽频捕能情况。在系泊模型试验中,得出了不同形状、不同安装距离垂荡板装置的平均振幅随波高、周期变化的特性曲线,结果表明装置在垂荡方向的平均振幅随波高的变化不大,随周期的变化更为明显;相较于方形、圆形垂荡板,倒角型垂荡板的稳定性能更优,并且初定了垂荡板安装距离的较优区间;得出了摇动随波高、周期变化的特性曲线,表明该试验工况下周期变化对装置稳定性能的影响略大;得出了单位时间水体体积随周期的变化特性曲线,根据该特性曲线以及捕能特性曲线,证明了装置对入射波有较好的宽频俘获效果,尤其是对小周期波有较好的捕获性能。最后,与水利水电科学研究院进行联合海试的试验结果进行了对比,为海试样机的进一步设计优化奠定了基础。
刘颖昕[3]（2021）在《高效稳定的波浪能液压PTO装置设计及控制策略研究》文中认为21世纪的能源开发与利用发起了新的挑战,以海浪、温差等形式存在的可再生的海洋能成为能源主战场。其中,高密度的波浪能具有开发难度小的优点受到各国极大关注。利用波浪获得电能已从理论研究发展到了外部海试,历史悠久,但距离实现产业化应用还有一定距离。波浪平稳性差,易导致发电装置达不到稳定运行要求,提高海浪发电稳定性、降低发电成本仍是研究的重点与难点。结合波浪能发电技术现状及我国海域海况,本文以单浮子液压式波能发电系统为研究主体,建立了反映波浪输入参数的液压马达功率模型,研究了影响液压马达功率特性的液压元件工作参数。在现有海浪发电系统的基础上,本文还提出了自适应蓄能器、容积节流复合调速、液压变压器等回路,理论分析结合仿真实验揭示了以上设计回路具有可操作性。首先,综述文献阐释波浪能发电系统研究现状及实际意义。简述国际海浪发电技术的探索历程,重点介绍具有代表性的液压蓄能式中间能量转换装置。强调液压PTO系统的先进性及实用性,总结前人在提高系统效率及稳定性方面所做的工作,指出该领域的技术难点。第二,建立系统全过程模型,确定影响马达输出功率的关键参数。以马达输出功率为目标,推导各元件的运动方程及能量方程,通过寻找元件间的连接参数,建立系统的数学模型。结合理论建模和AMESim仿真实验,确定影响马达输出功率的主要参数。第三,设计自适应蓄能器回路。为提高蓄能器的压力脉动吸收效果、减少系统振动与噪声,建立可反映蓄能器连接管路结构参数的蓄能器数学模型,寻找改变蓄能器稳定系统压力效果的变量,并结合仿真平台完成参数改变机理验证。提出比例阀控蓄能器结构方案,结合AMESim和MATLAB/Simulink完成系统搭建。第四,设计容积节流恒转速调节回路。为增加装置发电效率,保证马达工作在恒转速状态,仿真对比传统PID控制和模糊自适应PID控制下的系统压力变化规律和变量马达输出转速变化规律,以装置响应速度及平稳特性为目标,实现控制方式的改进。此外,改进液压PTO回路。在探究自适应蓄能器回路、容积节流调速回路的动态特性的基础上,借助仿真平台进行技术整合,保证系统同时具备吸收压力脉动和恒转速运行的功能。引入无节流损失的液压变压器技术,构建新型PTO系统结构形式,将其与容积节流调速式液压PTO系统进行对比,就系统压力和马达输出转速得知,新型PTO结构形式具有易于控制、动态特性好等优点,为高效稳定的海浪发电技术研究开拓了新道路。最后,总结本文工作,展望研究方向。本文采用理论分析、模拟仿真等方法,探究了液压PTO装置的主要行为参数及控制回路,分析了影响发电功率的关键参数,设计了可提高系统稳定性及发电效率的液压回路,提出了相应的控制技术,并利用仿真平台证实了方案的可操作性。
陈志[4]（2020）在《锚泊浮台波浪能供电装置液压系统研制与功率特性研究》文中认为锚泊浮台是能够同时实现海洋观测、监测、监视、通讯等功能的锚系漂浮式海上仪器设备搭载基础设施,可解决我国缺少高效、远程、可靠、安全海上通信手段的问题。受海上条件和供能技术限制,当前采用的风能、太阳能、蓄电池等方式不能为浮台提供稳定持续的电力,能源瓶颈限制着浮台的大范围推广和长期稳定运行。波浪能是一种清洁、可靠的可再生能源,在我国海域储量丰富,海能海用、因地制宜开发波浪能应用在海洋仪器上,是解决浮台用电难题的主要路径。本文研制的波浪能供电装置集成于浮台主体中,参照技术成熟的独立式振荡浮子波浪能发电装置,对本装置的俘能结构、功率特性、液压系统及控制过程进行了研究与适应性改进,通过理论分析、数值仿真、系统实验对技术方案进行了优化。首先,阐述课题背景和研究意义,对波浪能发电技术进行了概述,重点描述了振荡浮子式WEC的特点与适用性,并对其研究进展及存在的技术难题进行了详细分析。针对浮台主体结构,开展波浪能供电装置的结构设计与适应性改造,对装置结构进行有限元分析以保证强度、刚度满足集成要求;分析波浪运动与能量理论,推导入射波速度势、动压强,建立规则波与非规则波的能量方程,考虑绕射与辐射问题,解析浮体所受波浪力。分析浮体受力情况,确定浮体主体构型;建立浮体垂荡振动模型,研究浮体俘能机理,确定浮体运动与俘能特性的影响因素;研究PTO系统输出特性,确定最佳输出条件,理论分析与数值研究系统参数对PTO系统输出特性的影响规律;数值研究波浪参数、浮体结构及形状参数、PTO系统参数对浮体运动以及俘能特性的影响规律;为合理选择装置布放海域、优化浮体结构形状、设置PTO系统最佳阻尼、刚度条件提供理论依据。分析波浪能液压系统的功能与实现过程,制定系统传动方案;分析系统工作与控制过程,制定系统逻辑控制方案;设计陆地实验电控系统用于系统调试与测试;制定发电管控系统与工作模式控制系统方案,实现对装置实际工作的监测与控制;开展蓄能发电工作实验,验证间断蓄能发电方案的可行性。建立液压发电系统的AMESIM仿真模型,以提升马达转速、输出功率的稳定性为优化目标,确定蓄能器和节流阀的最佳设定;仿真分析蓄能发电过程,论证可行性;分别仿真研究液压泵和蓄能器供能下浮体下潜过程,确定系统的最佳压力与流量。最后对全文进行总结,并提出研究展望。本文对适用于锚泊浮台的波浪能供电装置的机械结构、液压控制系统进行了研制与优化,并研究了波浪、浮体及PTO系统等参数对系统功率特性的影响规律,论证了波浪能装置为浮台供能的可行性,为波浪能在锚泊浮台上的推广应用提供了一定的理论基础。
赵枢棪[5]（2020）在《开关磁阻海浪直线发电机多目标优化设计研究》文中研究指明首先,本文介绍了海浪发电的研究现状,并说明了直线发电机的基本原理以及往复式海浪发电机的研究现状和前景。总结了本文研究的DSRLG的结构特征和应用于往复式海浪发电的发电原理。参考传统旋转型SRM设计准则与设计经验,确定了本文研究的DSRLG的初始尺寸。使用有限元软件FLUX,介绍了以有限元法为基础的电磁计算方法。介绍了二维有限元仿真与三维有限元仿真,通过比较二者的仿真计算结果和计算时间成本,确定了本文的有限元建模方式,同时分析了DSRLG的电磁特性。接着,基于有限元模型和SIMULINK动态仿真,得到了DSRLG的平均发电功率密度分别关于动子轭厚、定子轭厚、动子槽深、气隙宽度、定子极宽和动子极宽的变化趋势,确定了DSRLG单目标优化的最优尺寸。然后,选取了三个重要的发电性能指标作为多目标优化的目标,对DSRLG各个结构参数进行了综合灵敏度分析,选择了关键结构参数。然后介绍了基于改进熵值TOPSIS法的多目标优化算法。基于该多目标优化流程,对DSRLG四个关键结构参数分别进行了多目标优化,并分别得到了每个结构参数各个方案值下的最终综合评价值数据。结合了制造工艺和成本等其它设计因素,最终确定了多目标优化后DSRLG的结构尺寸。为了验证本文提出的多目标优化方法的有效性,对优化前后的DSRLG尺寸分别进行了有限元仿真以及SIMULINK动态仿真,比较了优化前后DSRLG的海浪发电的动态综合性能,验证了优化过程的有效性。最后,研制了一台DSRLG样机,搭建了往复式直线发电控制平台。为了验证所设计的DSRLG的静态性能,进行了电机关键位置静态磁链以及半个对称动子周期内静态电磁力的测量,并将实验结果与有限元仿真得到的结果对比。对比结果很好地验证了DSRLG的静态性能以及有限元模型的准确性。为了验证DSRLG应用于往复式海浪发电的动态性能,采用位置控制以及电流斩波控制结合的方式,在不同直流励磁电压下进行了动态实验,得到了不同情况下的绕组电流波形,并将其与SIMULINK动态仿真结果进行对比。对比结果很好地验证了DSRLG的动态性能,以及所建立的MATLAB/SIMULINK动态模型的准确性。该论文有图34个,表20个,参考文献106篇。
丁博[6]（2020）在《海浪发电的仿胶囊式结构研究与分析》文中研究说明近年来世界能源结构不合理日益显现,尤其是工业快速的发展相对应能源迅速消耗所带来的能源储备和环境污染的问题,能源结构的成功改革成为日后可持续发展的关键。再者,我国建设海上丝绸之路和海洋命运共同体的提出,海上活动日益频繁,海洋资源开发的重视也随之日益增加。本课题基于我国近海海域的波浪能资源现实,研究分析了一种适用于我国近海海域的海浪发电系统,此系统具备少自由度的特点,且利用共振原理,将海浪的几个方向的波浪能高效率的转换发电。首先,介绍了目前国内外海浪能的资源分布和国内外波浪发电系统技术的发展。在此基础上介绍了目前的最为广泛使用典型波浪理论研究和应用,讲述了微幅波理论的基础方程与公式,结合弗洛德—克雷洛夫（Froude-Krylov）假定法,计算了转换效率较高的圆柱体式浮子波浪力,得到了浮子吃水深度、垂直位移和所受波浪力的仿真结果。与此同时,基于三维势流理论对浮子进行水动力分析,进一步验证了浮子结构设计在不同波浪载荷工况下的合理性。其次,结合Solid Works软件绘制的系统三维模型介绍了海浪发电系统的结构特点,海浪发电系统主要包括振动系统、气动系统和电气系统,并分析了该海浪发电系统工作原理;振动系统为本文的主要研究对象,利用共振原理提高海浪发电的目的,振动系统的运动执行机构采用两个并联结构串联的混联机构。然后,结合对振动系统建立的振动模型,对其进行振动分析,得到了其数学模型和共振系统的稳态解,结合该海浪发电系统的相关数据,求出了振动系统的幅频响应关系,确定系统阻尼系数和弹簧的弹性系数,并利用ANSYS Workbench软件对浮子进行了有限元分析,得到其二阶模态和振型,验证了结构设计的合理性;对海浪发电系统的运动执行机构进行了机构的运动学分析,得到了机构的正反解,进而利用MATLAB软件对机构运动的速度、加速度和机构的运动空间进行了仿真分析;同时,还利用ADAMS得到了各个支链的运动角度变化。最后,对海浪发电系统进行了机构的动力学分析,通过对机构的动力学方程求解,得到了动平台和直线永磁发电机的动能和势能,进一步利用ADAMS动力学软件得到振动系统运动执行机构中铰链所承受力的变化曲线,以及执行机构中的各个铰链所承受的力呈周期变化,并验证了其都在铰链合理的承受范围内,具有一定的工程应用价值。
张明皓[7]（2020）在《海浪发电的仿鱼雷式结构动力学研究》文中进行了进一步梳理随着社会对化石燃料的不断消耗,能源缺失问题严重,很多国家开始将目光投入到了海洋能等可再生能源上。波浪能作为一种新兴的能源,清洁可靠且可循环利用,大力开发波浪能对整个社会的可持续性发展具有重大的意义。为此,本文提出一种仿鱼雷式海浪发电装置,利用了波浪运动和浮子振动之间的关系高效吸收波浪能发电。首先介绍了海浪发电装置在现代社会下研究的背景及意义,对国内外波浪能发电的现状进行了总结,对各种类型海浪发电机的优缺点进行了归纳,在此基础之上,提出了一种新型的海浪发电装置——仿鱼雷式海浪发电机,该装置利用波浪能的冲击力使振子在弹簧振动装置和滑轨结构相互配合的作用下在水平方向上做周期性振动,大大提高了波浪能和电能之间的转换效率。其次研究了波浪运动和浮子振动与叶轮筒和齿轮传动振动发电系统的原理与关键结构,运用Solidworks软件对装置进行实体三维建模,对装置的关键结构进行研究与设计,装置中创新性地采取了叶轮筒与齿轮传动增速系统相配合的方式;叶轮吸收波浪能后开始旋转,通过齿轮装置传递到小齿轮后转速得到提高,增加了永磁发电机的同步转速,高效吸收波浪能,运用微幅波理论及弗洛德—克雷洛夫假定法对系统中各个部分的振子进行波浪受力的计算和水平振荡位移的理论推导,后通过Matlab仿真软件对计算结果进行分析。然后建立振动系统的等效模型并求解出微分方程,分析振动系统的振型,求解出振动系统的稳态解,并将弹簧刚度系数与振动系统的阻尼系数具体化,推导出相应振幅的表达式。通过Matlab软件得出频率响应曲线并进行分析,再运用Fluent软件对叶轮的叶片数量进行优化,通过压力云图和速度云图的对比得到最优的叶轮选型。最后通过对简化振动模型建立连杆坐标系求解D-H矩阵变换,建立动力学方程并求解出系统动能及势能的表达式,运用Adams软件对振动系统进行动力学仿真,对简化振动模型的合理性进行验证,通过实体实验模型数据与仿真数据进行对比,从而验证了整个装置的可行性。得出结论,振子的位移随时间基本呈现周期性变化,为正弦曲线,只在中间的部分由于弹簧与海浪力的耦合作用而停滞了0.5 s,幅值保持在了1.3 m,与振幅频率响应曲线图数据吻合,符合预期的标准,小齿轮最大转速为1 862 deg/s,满足发电装置的设计要求。
霍新朝[8]（2020）在《仿海螺式海浪发电装置运动学与动力学研究》文中进行了进一步梳理当前世界经济发展迅速,但经济快速发展的同时带来大量环境污染,并且传统能源损耗殆尽,所以必须开发新能源来代替传统能源,这样既可以减小环境污染,又可以减少矿产资源的开发利用。而且海洋中蕴藏着丰富的能源,所以开发和利用海洋能源对实现能源的可持续发展具有深远意义。基于以上环境,本文提出一种仿海螺式海浪发电装置,该发电装置巧妙的利用海螺的壳体形状设计出发电结构,并且该装置还利用共振系统来提高波浪转换效率。首先,介绍了国内外海浪发电装置的研究情况,并按照结构特点对目前研制成功的海浪发电装置进行分类,然后详细介绍了微幅波理论以及弗汝德—克雷洛夫假定法并以此为基础来计算浮体所受到的波浪力。通过比较水平圆柱型浮体、垂直圆柱型浮体和球型浮体三种不同形状浮体所受波浪力和能量吸收率,确定出垂直圆柱体和球型浮体的结合体作为浮体形状,并按照优化后结合体的形状计算出浮体在受波浪力之后的位移变化情况。其次,利用Solidworks对仿海螺式海浪装置进行三维实体建模,重点介绍了仿海螺式海浪发电装置的工作原理以及仿海螺结构的特点,并在此基础上介绍了仿海螺式海浪发电装置的关键零部件以及液压油路的设计过程,最后对发电机类型的选取以及结构尺寸进行详细的分析与计算。然后,以拉格朗日运动方程为理论依据,建立系统的广义坐标,利用广义坐标求得系统的动力学和运动学方程,然后利用ADAMS对液压系统的运动部件进行运动学和动力学仿真,利用ANSYS对发电装置的浮体进行力学仿真,通过仿真结果和理论计算来分析结构的运动规律。最后,对海浪发电装置进行振动分析,根据机械振动理论建立振动系统等效模型,并得到振动系统的主振型,然后通过计算得到振动系统系统稳态解、弹簧刚度系数、阻尼系数等。并利用MATLAB对振动系统进行仿真,最终得到系统的幅频响应特性曲线,通过特性曲线能够更直观地表现出振动系统的运动规律。
丁海波[9]（2020）在《直驱式海浪发电系统最大功率跟踪控制》文中指出随着现代科技的高速发展、天然气市场的全球化以及石油产量的动荡,当前世界能源格局正在发生深刻的变化。积极开发清洁高效、绿色低碳的新型能源已成为世界各国能源领域研究的重点。海洋波浪能作为分布广、存储量大、清洁无污染的可再生能源,开发潜力巨大。合理地开发和利用海浪能,对加快能源结构转型、缓解能源危机、改善生态环境等都具有重要意义。本文研究内容围绕直驱式海浪发电系统及其最大功率跟踪（MPPT）控制展开,主要工作内容如下:（1）对直驱式海浪发电系统基本工作原理进行理论分析和建模。分析了海浪激励力与发电系统浮子力学特性,建立了发电系统动力学模型与永磁同步直线发电机动态模型。（2）研究了直驱式海浪发电系统单自由度最大功率跟踪控制方法。以三相整流桥与Boost升压斩波电路作为机侧控制器AC-DC变换电路,针对传统扰动观察法在海浪发电系统应用中存在响应速度慢和功率波动等问题,提出了一种基于模糊逻辑控制的单自由度最大功率跟踪控制方法。该方法将模糊逻辑控制与扰动观察法相结合,通过控制Boost电路占空比调整发电机电磁力幅值,实现最大功率跟踪控制。通过Simulink仿真,验证了所提出的算法在保留扰动观察法优点的基础上,具有更好的快速响应性和鲁棒性。（3）研究了直驱式海浪发电系统双自由度最大功率跟踪控制方法。以三相全控整流桥电路作为机侧控制器AC-DC变换电路,针对直驱式海浪发电系统在非规则海浪中能量捕获效率较低的问题,提出了一种基于遗传算法的双自由度最大功率跟踪控制方法。该方法首先基于遗传算法辨识出符合当前海况的发电系统最优参数,然后结合空间矢量控制算法调整发电机电磁力幅值与相位,实现发电系统在规则与非规则海浪激励下的最大功率跟踪控制。Simulink仿真表明,所提出的算法能有效提升发电系统能量捕获效率。（4）搭建了直驱式海浪发电系统模拟实验平台。结合现有实验条件设计了基于单自由度控制方法的机侧控制器硬件电路,编写了最大功率跟踪控制算法。在模拟实验平台上进行实验测试,验证了控制器与MPPT算法在实际发电系统应用中的可行性与有效性。
王鑫[10]（2019）在《波浪能装置阵列布设相关理论方法及其应用研究》文中研究指明海洋可再生能源作为一种战略性资源已经得到国际上的普遍认同,其开发利用技术在近年得到了快速发展。其中,波浪能开发技术日趋成熟,但受海洋工程技术水平、建设成本、波浪能资源条件等因素的制约,波浪能装置单机功率不能无限制增加。波浪能阵列是把多个波浪能装置按照一定的规律布置在海中,在波浪能开发利用技术单机规模一定的情况下,通过增加阵列中模块数量满足总装机功率的需求。波浪能阵列技术是提高波浪能技术可靠性、降低成本,并推动其突破技术瓶颈实现产业化的有效途径。该项技术既要尽可能的提高阵列对波浪能的俘获效率,减少装置之间的不利影响;又要控制装置之间的距离,以节约阵列的用海面积,同时降低阵列布设所需海缆等配套设施的布设和维护成本。本文以解决装置阵列布设设计过程中的相关理论方法及应用问题为目标开展研究,并选择点吸收波浪能装置为研究对象,主要的研究工作和成果如下:（1）从流体力学的基本理论出发,系统推导波浪场中波浪能俘获装置的运动方程,根据波浪能装置的技术特点,合理设定方程的定解条件并求解,进而得出波浪场中单个装置和阵列中各装置响应振幅的数学表达式,从而实现了对复杂环境下波浪场中的波浪能俘获装置阵列运动特性的理论描述,为本文的研究奠定了理论基础。（2）研究小区域波浪要素的精细化观测方法。方法结合对历史数据和水动力理论分析,初步制定调查方案,并通过代表性验证试验,对方案进行修正,再应用修正后的方案对目标海域进行长期观测。研究过程中以威海褚岛北部海域为目标海域对方法进行实践。该方法在保证观测质量的前提下,可有效降低观测成本。另一方面,将统计学方法与数值模拟方法相结合,分析统计出布放目标海域波高、波周期,并计算分析出各波向上波浪能的分布特征;在数值模型建立过程中,充分考虑海岛周边海域水深地形复杂多变的特点,开展了有针对性的模型设置。（3）研究得出一种点吸收波浪能装置结构优化设计方法。方法是在已掌握目标海域波浪能资源特性的基础上,设定合理的点吸收式波浪能装置装机功率,分析计算得到合理装置的设计直径;利用工具软件计算多组工况下点吸收装置入水深度和装置固有周期的对应关系,并分析得出装置固有周期随入水深度的变化规律,进而根据装置布放海域波周期的观测统计结果,分析得出装置在该海域的最佳设计入水深度。（4）应用本文的理论研究成果,给出了阵列能量获取系数的数学表达式。在此基础上,提出了阵列能量增益系数和阵列能量俘获密度两个新的波浪能阵列布设效果评价指标,给出两个新指标的数学表达式,实现了对阵列整体能量俘获效果和用海效率的定量评价,并利用实例对研究成果的实用性进行了验证。新指标还可应用于潮流能、海上风能装置阵列布置设计效果的评价,从而丰富了海洋能阵列布设效果评价指标体系。
二、海浪发电:取之不尽的海洋能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、海浪发电:取之不尽的海洋能（论文提纲范文）
（1）海浪发电直线开关磁阻电机优化设计及其性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 研究发展现状 |
| 1.2.1 海浪发电研究现状 |
| 1.2.2 直驱式海浪发电机的研究现状 |
| 1.2.3 直线开关磁阻电机优化发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 直线开关磁阻电机拓扑结构及参数分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LSRM性能指标 |
| 2.3 拓扑结构及工作原理 |
| 2.3.1 圆筒形直线开关磁阻电机 |
| 2.3.2 平板形直线开关磁阻电机 |
| 2.3.3 工作原理 |
| 2.4 电机方程与参数分析 |
| 2.4.1 基本方程 |
| 2.4.2 参数分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 直线开关磁阻电机多目标优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维与三维有限元结果分析 |
| 3.3 总体设计优化流程 |
| 3.4 基于熵值法确定权重 |
| 3.5 敏感度分析 |
| 3.6 结构参数的分层优化 |
| 3.6.1 基于模拟退火算法优化分析 |
| 3.6.2 基于响应面二维参数优化分析 |
| 3.6.3 基于有限元单参数扫描优化分析 |
| 3.7 多目标优化参数结果 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 直线开关磁阻电机有限元电磁性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于二维有限元模型的电机性能分析 |
| 4.2.1 恒速状态下电机性能分析 |
| 4.2.2 变速状态下电机性能分析 |
| 4.3 直线开关磁阻电机运行情况分析 |
| 4.3.1 气隙均匀时LSRM特性研究 |
| 4.3.2 气隙不均匀时LSRM特性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）水平转子波浪能发电装置宽频捕能机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外波浪能发电装置研究现状 |
| 1.2.1 振荡水柱式波浪能发电装置 |
| 1.2.2 点吸收式波浪能发电装置 |
| 1.2.3 越浪式波浪能发电装置 |
| 1.3 波浪能发电装置系泊系统研究现状 |
| 1.4 捕能效率提升技术研究现状 |
| 1.4.1 振荡水柱式捕能效率研究现状 |
| 1.4.2 点吸收式捕能效率研究现状 |
| 1.4.3 越浪式捕能效率研究现状 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 水平转子波浪能发电装置宽频捕能理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波浪理论 |
| 2.2.1 斯托克斯波理论 |
| 2.2.2 波浪理论的适用范围 |
| 2.3 海试区域波浪理论的选用 |
| 2.4 水平转子波能发电装置基本原理 |
| 2.4.1 工作原理 |
| 2.4.2 水体共振数学模型 |
| 2.5 区间共振捕能机理 |
| 2.6 系泊系统 |
| 2.6.1 系泊方式选择 |
| 2.6.2 悬链线理论 |
| 2.6.3 锚链长度计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 风浪流耦合作用下的装置水动力响应分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系泊布置及环境载荷 |
| 3.3 频域计算结果分析 |
| 3.3.1 幅值响应算子 |
| 3.3.2 波浪激励力 |
| 3.3.3 附加质量 |
| 3.3.4 辐射阻尼 |
| 3.4 系泊响应结果分析 |
| 3.4.1 锚链受力分析 |
| 3.4.2 水平限位分析 |
| 3.4.3 垂荡、纵摇响应分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 水平转子波浪能发电装置捕能机理试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验原理 |
| 4.3 缩比模型与试验方案设计 |
| 4.3.1 原理模型 |
| 4.3.2 试验模型 |
| 4.3.3 试验方案设计 |
| 4.3.4 试验内容及工况 |
| 4.4 试验仪器设备 |
| 4.5 能量转换计算 |
| 4.5.1 波能转换计算 |
| 4.5.2 装置转换效率计算 |
| 4.6 规则波试验研究及分析 |
| 4.6.1 倾角变化对转速扭矩的影响分析 |
| 4.6.2 倾角变化对捕能共振区间的影响分析 |
| 4.6.3 倾角变化对二次波能利用的影响分析 |
| 4.6.4 出水口水体体积变化分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 系泊状态下装置稳定性及捕能试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验目的 |
| 5.3 系泊模型与试验方案设计 |
| 5.3.1 系泊模型设计 |
| 5.3.2 重心及转动惯量的测量与调整 |
| 5.3.3 系泊模拟 |
| 5.3.4 试验方案设计 |
| 5.3.5 试验内容及工况 |
| 5.4 试验仪器设备 |
| 5.5 衰减特性试验研究与分析 |
| 5.6 规则波试验研究与分析 |
| 5.6.1 相同周期不同波高下的模型试验及分析 |
| 5.6.2 波高变化对装置水位及捕能效率的影响 |
| 5.6.3 相同波高不同周期下的模型试验及分析 |
| 5.6.4 周期变化对装置稳定性能的影响分析 |
| 5.6.5 周期变化对装置宽频捕能效率的影响 |
| 5.7 不规则波试验研究及分析 |
| 5.7.1 系泊模型摇动响应分析 |
| 5.7.2 波高变化对装置捕能效率的影响 |
| 5.8 海试样机与海试试验 |
| 5.8.1 样机设计与制造 |
| 5.8.2 海试目的 |
| 5.8.3 海试与模型试验结果对比 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结与成果 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）高效稳定的波浪能液压PTO装置设计及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 液压式波浪能发电装置 |
| 1.2.1 波浪能转换系统 |
| 1.2.2 液压式中间能量转换系统 |
| 1.3 液压PTO系统控制策略 |
| 1.3.1 液压变阻尼 |
| 1.3.2 蓄能器控制 |
| 1.3.3 马达控制 |
| 1.3.4 发电机负载控制 |
| 1.4 研究内容 |
| 第2章 波浪能发电系统性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波浪能发电系统工作原理 |
| 2.3 波浪能发电系统数学模型 |
| 2.3.1 浮子所受波浪力分析 |
| 2.3.2 浮子-活塞受力分析 |
| 2.3.3 蓄能器 |
| 2.3.4 比例流量阀 |
| 2.3.5 变量马达 |
| 2.3.6 永磁同步发电机 |
| 2.4 系统工作特性分析 |
| 2.5 波浪能发电系统仿真设计 |
| 2.5.1 元件选型与计算 |
| 2.5.2 AMESim仿真验证 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 自适应蓄能式液压PTO系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 蓄能器数学模型 |
| 3.3 蓄能器稳压数值模拟 |
| 3.3.1 仿真原理 |
| 3.3.2 仿真模型 |
| 3.3.3 仿真参数 |
| 3.3.4 仿真结果与分析 |
| 3.4 自适应蓄能器回路设计 |
| 3.4.1 自适应蓄能器工作原理 |
| 3.4.2 自适应蓄能器设计内容 |
| 3.4.3 自适应蓄能器仿真设计 |
| 3.4.4 AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 容积节流复合调速式液压PTO系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模糊自适应PID控制 |
| 4.2.1 PID控制 |
| 4.2.2 模糊控制 |
| 4.3 容积节流联合调速控制 |
| 4.4 基于PID控制的马达恒转速系统 |
| 4.4.1 AMESim仿真模型 |
| 4.4.2 AMESim仿真结果与分析 |
| 4.5 基于模糊自适应PID控制的马达恒转速系统 |
| 4.5.1 AMESim与MATLAB/Simulink仿真模型 |
| 4.5.2 AMESim与MATLAB/Simulink仿真结果与分析 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 液压PTO系统结构改进 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 自适应蓄能-容积节流调速式液压PTO系统 |
| 5.2.1 自适应蓄能式液压PTO系统 |
| 5.2.2 容积节流调速式液压PTO系统 |
| 5.2.3 复合型液压PTO系统 |
| 5.3 基于液压变压器的液压PTO系统 |
| 5.3.1 液压变压器基本概述 |
| 5.3.2 新型液压PTO系统仿真设计 |
| 5.3.3 新型液压PTO系统性能分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果及参加科研情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）锚泊浮台波浪能供电装置液压系统研制与功率特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 波浪能发电技术概述 |
| 1.4 振荡浮子式WEC研究进展 |
| 1.4.1 浮体水动力学与俘能特性研究 |
| 1.4.2 液压PTO系统研究 |
| 1.4.3 存在的问题 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 装置结构优化与波浪理论 |
| 2.1 装置结构 |
| 2.2 浮体运动坐标系 |
| 2.3 波浪理论分析 |
| 2.4 线性波理论 |
| 2.4.1 基本方程与边界条件 |
| 2.4.2 海深对线性波运动的影响 |
| 2.4.3 线性波入射速度势与波压强 |
| 2.5 不规则波浪描述 |
| 2.6 波浪能量 |
| 2.6.1 规则波能量 |
| 2.6.2 随机波能量 |
| 2.6.3 俘能宽度比 |
| 2.7 波浪绕射与辐射问题 |
| 2.7.1 浮体与波浪相互作用分析 |
| 2.7.2 流场速度势与波浪力 |
| 2.8 装置机械结构强度分析与结构优化 |
| 2.8.1 双出杆液压缸结构有限元分析 |
| 2.8.2 单出杆液压缸结构有限元分析 |
| 2.8.3 装置结构优化 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 浮体俘能特性与PTO系统输出特性研究 |
| 3.1 浮体垂荡系统受力分析 |
| 3.2 浮体波浪力计算 |
| 3.2.1 波浪力计算方法的选择 |
| 3.2.2 不同构型浮体所受波浪力的计算 |
| 3.2.3 浮体构型对所受波浪力的影响 |
| 3.3 浮体垂荡运动分析 |
| 3.3.1 垂荡系统运动方程 |
| 3.3.2 浮体稳态垂荡的影响因素 |
| 3.3.3 浮体能量俘获机理 |
| 3.3.4 浮体垂荡运动频域分析 |
| 3.4 浮体运动数值分析 |
| 3.4.1 浮体运动时域分析 |
| 3.4.2 浮体水动力性能分析 |
| 3.5 浮体俘能特性研究 |
| 3.5.1 波浪参数对浮体俘能的影响 |
| 3.5.2 浮体结构参数对俘能的影响 |
| 3.5.3 浮体形状参数对俘能的影响 |
| 3.6 液压PTO系统输出特性研究 |
| 3.6.1 液压PTO系统输出能量 |
| 3.6.2 液压PTO系统最佳输出条件 |
| 3.6.3 阻尼对PTO系统输出性能的影响 |
| 3.6.4 刚度对PTO系统输出性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 液压系统与控制系统设计 |
| 4.1 液压系统设计 |
| 4.1.1 液压系统设计要求 |
| 4.1.2 液压系统功能与组成 |
| 4.1.3 系统回路设计 |
| 4.1.4 液压系统工作过程与控制流程 |
| 4.2 液压组件设计 |
| 4.2.1 液压缸设计 |
| 4.2.2 阀组及台架设计 |
| 4.3 液压控制系统设计 |
| 4.3.1 调试电控系统设计 |
| 4.3.2 发电管控系统设计 |
| 4.3.3 工作模式控制系统 |
| 4.4 液压系统测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 液压系统仿真研究 |
| 5.1 蓄能器对系统发电性能的影响 |
| 5.1.1 小波况发电状态蓄能器最佳设定 |
| 5.1.2 大波况发电状态蓄能器最佳设定 |
| 5.2 节流阀对系统发电性能的影响 |
| 5.3 液压缸结构形式对系统发电性能的影响 |
| 5.3.1 双出杆液压缸系统 |
| 5.3.2 单出杆液压缸系统 |
| 5.4 蓄能发电状态仿真 |
| 5.5 浮体下潜过程仿真 |
| 5.5.1 液压泵供能浮体下潜 |
| 5.5.2 蓄能器供能浮体下潜 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论与创新点 |
| 6.1.1 结论 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 下一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）开关磁阻海浪直线发电机多目标优化设计研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 概述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 海浪发电研究现状 |
| 1.3 开关磁阻直线电机介绍 |
| 1.4 开关磁阻电机优化设计研究现状 |
| 1.5 本文主要研究工作 |
| 2 DSRLG设计与电磁分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DSRLG初始尺寸设计 |
| 2.3 有限元建模与仿真 |
| 2.4 DSRLG电磁分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 DSRLG结构参数单目标优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DSRLG动子轭厚优化 |
| 3.3 DSRLG定子轭厚优化 |
| 3.4 DSRLG动子槽深优化 |
| 3.5 DSRLG气隙优化 |
| 3.6 DSRLG定子极宽优化 |
| 3.7 DSRLG动子极宽优化 |
| 3.8 DSRLG单目标优化尺寸的确定 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 DSRLG结构参数多目标优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 优化目标的选择 |
| 4.3 结构参数的灵敏度分析与选择 |
| 4.4 多目标优化算法 |
| 4.5 结构参数多目标优化过程 |
| 4.6 DSRLG多目标优化尺寸的最终确定 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 样机实验验证 |
| 5.1 DSRLG样机实验平台 |
| 5.2 样机静态性能验证 |
| 5.3 样机动态性能验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）海浪发电的仿胶囊式结构研究与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外波浪能资源状况介绍 |
| 1.2.1 国外波浪能量资源状况介绍 |
| 1.2.2 国内波浪能量资源状况介绍 |
| 1.3 国内外波浪发电技术发展介绍 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 浮体的海浪力分析 |
| 2.1 波浪理论的介绍与应用 |
| 2.1.1 典型波浪理论介绍 |
| 2.1.2 微幅波理论 |
| 2.1.3 推进波的势函数 |
| 2.1.4 水质点运动速度和加速度 |
| 2.2 波浪的压强与能量 |
| 2.2.1 波浪的压强 |
| 2.2.2 波浪的能量 |
| 2.3 波浪力的计算方法 |
| 2.4 圆柱形浮子的波浪力分析 |
| 2.5 浮子水动力计算 |
| 2.5.1 三维势流理论 |
| 2.5.2 水动力模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 海浪发电系统的振动分析 |
| 3.1 海浪发电系统振动系统数学建模 |
| 3.2 海浪发电振动系统的幅频特性 |
| 3.3 海浪发电系统振动系统的稳态解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 海浪发电系统执行机构的运动学和动力学分析 |
| 4.1 执行机构的运动学分析 |
| 4.1.1 执行机构的位置反解及分析 |
| 4.1.2 执行机构的位置正解 |
| 4.1.3 机构速度分析 |
| 4.1.4 机构加速度分析 |
| 4.1.5 机构工作空间分析 |
| 4.2 执行机构的动力学分析 |
| 4.2.1 机构的拉格朗日方程 |
| 4.2.2 动平台的动能和势能 |
| 4.2.3 支链的动能和势能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 海浪发电系统结构设计与仿真 |
| 5.1 海浪发电系统整体结构设计 |
| 5.1.1 海浪发电系统结构 |
| 5.1.2 海浪发电系统工作原理 |
| 5.2 海浪发电系统的子系统 |
| 5.2.1 振动系统三维结构 |
| 5.2.2 气压系统三维结构 |
| 5.3 海浪发电系统的振荡浮子特性分析 |
| 5.4 海浪发电系统的吸收总能量计算 |
| 5.4.1 浮体总能量 |
| 5.4.2 浮体吸收率 |
| 5.5 海浪发电系统振动系统的参数确定 |
| 5.5.1 振动系统弹簧的刚度系数 |
| 5.5.2 振动系统的阻尼系数 |
| 5.6 海浪发电系统的仿真分析 |
| 5.6.1 基于ANSYS Workbench的振动模态仿真 |
| 5.6.2 基于ADAMS的运动与动力学仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（7）海浪发电的仿鱼雷式结构动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外波浪发电技术研究现状 |
| 1.3.1 国外波浪发电技术研究现状 |
| 1.3.2 国内波浪发电技术研究现状 |
| 1.4 现有波浪发电装置的分类 |
| 1.4.1 振荡水柱式波浪发电装置 |
| 1.4.2 振荡浮子式波浪发电装置 |
| 1.4.3 摆式波浪发电装置 |
| 1.4.4 点头鸭式波浪发电装置 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第二章 仿鱼雷式海浪发电装置结构研究与设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 仿鱼雷式海浪发电装置系统原理与结构研究与设计 |
| 2.2.1 仿鱼雷式海浪发电装置结构简图及三维图 |
| 2.2.2 工作原理 |
| 2.3 仿鱼雷式海浪发电装置关键部件研究与设计 |
| 2.3.1 弹簧振动装置结构的研究与设计 |
| 2.3.2 导轨滑块装置结构的研究与设计 |
| 2.3.3 仿鱼雷外壳的研究与设计 |
| 2.3.4 旋转叶轮筒结构的研究与设计 |
| 2.3.5 齿轮传动增速系统的研究与设计 |
| 2.3.6 永磁发电机的选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 海浪发电装置在波浪作用下的受力 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 波浪的基本理论 |
| 3.2.1 微幅波理论 |
| 3.2.2 波浪势函数的求解 |
| 3.2.3 水质点运动速度和加速度 |
| 3.2.4 波能和压强 |
| 3.3 弗洛德—克雷洛夫假定法 |
| 3.4 仿鱼雷式海浪发电装置在规则波中的受力分析 |
| 3.4.1 空心球振子的受力分析 |
| 3.4.2 仿鱼雷壳体的受力分析 |
| 3.5 仿鱼雷式海浪发电装置所受波浪力及位移的仿真及分析 |
| 3.5.1 空心球振子所受波浪力的仿真 |
| 3.5.2 仿鱼雷壳体所受波浪力的仿真 |
| 3.5.3 仿鱼雷壳体水平振荡位移计算及仿真 |
| 3.5.4 仿鱼雷壳体振子能量吸收率 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 海浪发电装置的振动分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 振动系统微分方程的建立 |
| 4.3 振动系统的稳态解 |
| 4.4 振动系统各个参数的求解 |
| 4.4.1 弹簧刚度系数的确定 |
| 4.4.2 阻尼系数的确定 |
| 4.5 振动系统振幅频率响应关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于Fluent软件的叶轮优化研究与设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 叶轮湍流模型的选取及网格划分 |
| 5.3 相关数据的计算 |
| 5.4 叶轮模拟云图的分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 海浪发电装置的运动学和动力学分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 拉格朗日方程 |
| 6.3 振动系统运动学分析 |
| 6.3.1 连杆坐标系D-H方法 |
| 6.3.2 坐标系的变换 |
| 6.4 振动系统动力学分析 |
| 6.5 基于Adams软件的振动系统仿真分析 |
| 6.5.1 Adams简介 |
| 6.5.2 Adams仿真的基本操作步骤 |
| 6.5.3 仿鱼雷式海浪发电装置振动系统的动态仿真 |
| 6.6 实体实验模型的数据对比 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（8）仿海螺式海浪发电装置运动学与动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外海浪发电技术研究现状 |
| 1.3.1 国外海浪发电技术研究现状 |
| 1.3.2 国内波浪发电机技术研究现状及发展趋势 |
| 1.4 波浪发电装置分类 |
| 1.4.1 振动水柱式波浪发电装置 |
| 1.4.2 振动浮体式波浪发电装置 |
| 1.4.3 越浪式波浪发电装置 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第二章 海浪发电装置所受波浪力的研究与求解 |
| 2.1 波浪基本理论研究 |
| 2.1.1 微幅波理论 |
| 2.1.2 波的势函数求解 |
| 2.1.3 水质点运动的速度与加速度 |
| 2.1.4 波能和压强 |
| 2.2 弗汝德—克雷洛夫假定法 |
| 2.3 不同形状浮体受力情况分析 |
| 2.3.1 球状浮体所受波浪力 |
| 2.3.2 垂直圆柱形浮体所受波浪力 |
| 2.3.3 水平圆柱形浮体所受波浪力 |
| 2.3.4 各浮体的受力比较 |
| 2.4 不同形状浮体能量吸收率分析 |
| 2.4.1 浮体形状与能量吸收率的关系 |
| 2.4.2 各浮体形状能量吸收率比较 |
| 2.5 浮体形状选择与优化 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 仿海螺式海浪发电装置结构研究与设计 |
| 3.1 海浪发电装置整体结构研究与设计及工作原理 |
| 3.1.1 海浪发电装置整体结构研究与设计 |
| 3.1.2 工作原理 |
| 3.2 仿海螺式海浪发电装置关键零部件研究与设计 |
| 3.2.1 液压缸方案研究与设计 |
| 3.2.2 油箱顶部件分配方案研究与设计 |
| 3.2.3 振动系统的总体方案研究与设计 |
| 3.3 油路设计 |
| 3.4 海浪发电机的选取 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 海浪发电装置的动力学与运动学分析 |
| 4.1 拉格朗日方程 |
| 4.2 海浪发电装置的运动学分析 |
| 4.2.1 空间坐标变换 |
| 4.2.2 运动学正解 |
| 4.3 海浪发电装置的动力学分析 |
| 4.4 基于ADAMS软件转动机构仿真分析 |
| 4.4.1 ADAMS仿真的操作流程 |
| 4.4.2 海浪发电系统的动态仿真 |
| 4.5 海浪发电装置有限元分析 |
| 4.5.1 ANSYS Workbench模块介绍 |
| 4.5.2 浮体受力分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 海浪发电装置的振动学分析 |
| 5.1 振动方程的建立 |
| 5.2 共振系统稳态解 |
| 5.3 振动系统参数求解 |
| 5.3.1 弹簧刚度系数的确定 |
| 5.3.2 阻尼系数的确定 |
| 5.4 振动系统仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（9）直驱式海浪发电系统最大功率跟踪控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海浪发电装置 |
| 1.2.2 海浪发电系统拓扑结构 |
| 1.2.3 最大功率跟踪控制算法 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第2章 海浪发电系统分析与建模 |
| 2.1 波浪理论 |
| 2.1.1 微幅波理论 |
| 2.1.2 海浪激励力分析 |
| 2.1.3 垂直海浪激励力分析 |
| 2.2 浮子动力学建模 |
| 2.3 永磁同步直线发电机 |
| 2.3.1 坐标变换 |
| 2.3.2 发电机数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于模糊逻辑的单自由度最大功率跟踪 |
| 3.1 单自由度控制策略 |
| 3.2 模糊逻辑控制算法 |
| 3.3 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于遗传算法的双自由度最大功率跟踪 |
| 4.1 双自由度控制策略 |
| 4.2 MPPT算法 |
| 4.2.1 遗传算法 |
| 4.2.2 空间矢量控制算法 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 机侧控制器设计与实验分析 |
| 5.1 控制器硬件电路设计 |
| 5.1.1 电源电路 |
| 5.1.2 电力电子变换电路 |
| 5.1.3 Boost驱动电路 |
| 5.1.4 电压、电流采样电路 |
| 5.1.5 过压、过流保护电路 |
| 5.2 软件算法设计 |
| 5.3 实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）波浪能装置阵列布设相关理论方法及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 波浪能开发利用技术国内外研究进展 |
| 1.2.2 波浪能资源调查与资源特性分析评估国内外研究进展 |
| 1.2.3 波浪能阵列技术的研究现状 |
| 1.3 技术路线 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 波浪能阵列相关基础理论研究和运动特性分析 |
| 2.1 波浪场对场中装置影响的理论推导 |
| 2.1.1 不可压缩流体连续方程和运动方程 |
| 2.1.2 势流条件下的波浪场 |
| 2.2 波浪场波浪能装置影响范围的理论分析 |
| 2.2.1 装置起伏运动对远处波浪场的影响 |
| 2.2.2 装置起伏运动对近处波浪场的影响 |
| 2.3 波浪场与装置间的动力和能量传递理论分析 |
| 2.3.1 函数梯度和曲面外法线 |
| 2.3.2 波浪场中装置三维运动曲面的势函数 |
| 2.3.3 波浪场中入射波二维运动曲面的势函数 |
| 2.4 作用于波浪能装置的水动力和力矩 |
| 2.4.1 波浪场中的水动力和力矩 |
| 2.4.2 波浪场中波浪能装置的附加质量公式 |
| 2.4.3 恒定流场中的附加质量求解 |
| 2.5 波浪场中点吸收式波浪能装置的运动特性 |
| 2.5.1 单一点装置的起伏运动 |
| 2.5.2 装置阵列的起伏运动 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 波浪能阵列布设海域波浪能资源特性分析 |
| 3.1 波浪能资源精细化调查方法研究 |
| 3.1.1 历史资料分析 |
| 3.1.2 研究制定精细化调查方案 |
| 3.2 波浪能装置布放海域的波高和波周期特性统计分析 |
| 3.3 波浪能在装置布放海域各波向上的分布特性分析 |
| 3.3.1 波向的统计分析 |
| 3.3.2 波浪能量在波向上的分布特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 点吸收式波浪能俘获装置结构优化方法研究 |
| 4.1 点吸收波浪能装置结构关键技术参数分析 |
| 4.2 确定装置浮子直径 |
| 4.3 装置最优入水深度分析 |
| 4.3.1 ANSYS AQWA及相关软件简介 |
| 4.3.2 软件计算方法与验证 |
| 4.3.3 分析确定装置的最优入水深度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 波浪能阵列布设效果评价方法研究 |
| 5.1 波浪能阵列的能量获取系数 |
| 5.1.1 能量获取系数的数学表达 |
| 5.1.2 频率域上的能量获取系数 |
| 5.2 波浪能阵列能量整体俘获效果指标——阵列能量增益系数 |
| 5.2.1 阵列能量增益系数的定义 |
| 5.2.2 阵列能量增益系数的数学表达与计算 |
| 5.2.3 阵列能量增益系数的应用实例 |
| 5.3 波浪能阵列能量俘获效率指标——阵列能量俘获密度 |
| 5.3.1 阵列能量俘获密度的定义 |
| 5.3.2 阵列能量俘获密度的数学表达 |
| 5.3.3 阵列能量俘获密度的应用实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、海浪发电:取之不尽的海洋能（论文参考文献）
- [1]海浪发电直线开关磁阻电机优化设计及其性能分析[D]. 熊冬勤. 沈阳工业大学, 2021
- [2]水平转子波浪能发电装置宽频捕能机理研究[D]. 孟忠良. 山东大学, 2021
- [3]高效稳定的波浪能液压PTO装置设计及控制策略研究[D]. 刘颖昕. 山东大学, 2021
- [4]锚泊浮台波浪能供电装置液压系统研制与功率特性研究[D]. 陈志. 山东大学, 2020
- [5]开关磁阻海浪直线发电机多目标优化设计研究[D]. 赵枢棪. 中国矿业大学, 2020(01)
- [6]海浪发电的仿胶囊式结构研究与分析[D]. 丁博. 河北工业大学, 2020
- [7]海浪发电的仿鱼雷式结构动力学研究[D]. 张明皓. 河北工业大学, 2020
- [8]仿海螺式海浪发电装置运动学与动力学研究[D]. 霍新朝. 河北工业大学, 2020
- [9]直驱式海浪发电系统最大功率跟踪控制[D]. 丁海波. 浙江理工大学, 2020(04)
- [10]波浪能装置阵列布设相关理论方法及其应用研究[D]. 王鑫. 天津大学, 2019(01)