फ्लोटिंग ऑफशोर विंड टरबाइनों के लिए एक गणितीय नियंत्रण-उन्मुख मॉडल का विकास

विंड टरबाइन कुशल ऊर्जा कनवर्टर हैं जो कई क्षेत्रों में स्थानीय रूप से उपलब्ध नवीकरणीय संसाधनों का उपयोग करते हैं। आधुनिक फ्लोटिंग ऑफशोर विंड टरबाइनों (FOWTs) में, मजबूत वायुगतिकीय और हाइड्रोडाइनामिक लोड गैर-रेखीय और कसकर जुड़े हुए गतिशीलता का कारण बनते हैं, जो आमतौर पर विश्लेषण और नियंत्रण डिजाइन के लिए समर्पित—और गणनात्मक रूप से मांग वाले—अनुकृति उपकरणों की आवश्यकता होती है। यह कार्य एक FOWT का सरल, नियंत्रण-उन्मुख गणितीय मॉडल प्रस्तुत करता है, जो मौलिक बल और टॉर्क संतुलनों से सीधे निकाला गया है और स्पष्ट रूप से जायरोस्कोपिक प्रभाव को शामिल करता है, जिसे आमतौर पर तट पर स्थित विंड टरबाइनों में इसकी तुलनात्मक रूप से कम महत्ता के कारण नजरअंदाज किया जाता है। एनआरईएल 5-एमडब्ल्यू संदर्भ टरबाइन के लिए मॉडल पैरामीटर को बाह्य इनपुट (ARX) तकनीकों के साथ स्व-संक्रमण मॉडल का उपयोग करके पहचाना गया। प्रस्तावित मॉडल को मानक एनआरईएल ओपनफास्ट अनुकरण ढांचे के खिलाफ मान्य किया गया है। इसके उपयोगिता को सरल मॉडल के आधार पर एक शास्त्रीय नियंत्रण प्रणाली डिजाइन करके और इसे उच्च-विश्वसनीयता गैर-रेखीय FOWT अनुकरण पर लागू करने के द्वारा और स्पष्ट किया गया है, जो संतोषजनक प्रदर्शन देता है। मॉडल के मुख्य लाभ हैं: (क) इसका संकुचित पैरामीटर सेट गणनात्मक रूप से कुशल अनुकरण को सक्षम बनाता है; (ख) इसकी फीडबैक संरचना सापेक्ष बलों पर आधारित है, जो पारंपरिक इनपुट-आउटपुट मॉडल की तुलना में अधिक विस्तृत व्यवधानों के तहत इसे लागू करने योग्य बनाती है; (ग) इसकी सरलता मौलिक व्यवहारों की पहचान और गतिशील युग्मों का त्वरित मूल्यांकन करने में मदद करती है; और (घ) इसकी संरचना को आसानी से संशोधित किया जा सकता है, जिससे नियंत्रण क्रियाओं के माध्यम से घटकों का पुन: डिज़ाइन या प्रणाली गतिशीलता में लक्षित परिवर्तन की अनुमति मिलती है। कुल मिलाकर, मॉडल पूरी तरह से स्पष्ट रहता है, जिसमें अंतर्निहित भौतिक सिद्धांतों के साथ एक स्पष्ट संबंध बनाए रखता है।