來預(yù)測塔架曉度：
其中，VedKted是在輸入未來時間T秒處的預(yù)測塔架曉度，龜是當前塔架速度、韓是 當前塔架曉度，而且:?是當前塔架加速度。輸入未來時間T秒例如可由用戶或控制單元28 支配。塔架曉度例如可由控制單元28預(yù)測。
[0040] 在框310處，可預(yù)測在一個或多個未來時間點處的塔架-負載-力矩指示參數(shù)。如 本文所用，用語"塔架-負載-力矩指示參數(shù)"指的是指示對塔架14起作用的負載的參數(shù)， 并且參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的闊值的比較可分清塔架14的正常運行與應(yīng)力異常的塔架運行。在 一個實施例中，基于預(yù)測的塔架曉度來預(yù)測塔架-負載-力矩指示參數(shù)。塔架-負載-力矩 指示參數(shù)例如可包括塔架14的凈能量、塔架14的勢能、塔架14的動能、雙向塔架曉度、塔 架點頭、塔架偏航度或者它們的組合。凈能量包括塔架14的凈勢能、塔架14的凈動能或者 凈勢能和凈動能的總和。在一個實施例中，至少基于預(yù)測的塔架曉度來預(yù)測的凈能量。在 備選或額外的實施例中，至少部分地基于塔架曉度、塔架速度和塔架14的自然頻率來預(yù)測 凈能量。例如，當塔架-負載-力矩指示參數(shù)為凈能量時，則可使用W下公式（2)和（5)來 預(yù)測凈能量：
其中，馬表示塔架14的凈勢能和凈動能的總和，ω是塔架14的自然頻率，Ydim是 第一無量綱參數(shù)，它是ω乘W預(yù)測的無量綱塔架曉度，而且^是第二無量綱參數(shù)，它是 當前無量綱塔架前后速度和自然頻率的除法結(jié)果。在一個實施例中，3。^41。1。4是表示參照圖 5所顯示的相平面圖的半徑。第一無量綱參數(shù)Ydim可由W下公式（3)表示：
其中，Rpreduted是在輸入未來時間T處的預(yù)測塔架曉度，K是塔架模態(tài)剛度，并且Fzaer。 是轉(zhuǎn)子推力。此外，可使用XdimW下公式（4)表示第二無量綱參數(shù)：
[0041] 公式（2)使用第一無量綱參數(shù)和第二無量綱參數(shù)來預(yù)測凈能量。在一個實施例 中，可使用W下公式巧），使用有量綱參數(shù)來預(yù)測凈能量，有量綱參數(shù)包括預(yù)測塔架曉度和 當前塔架前后速度：
其中，X。是當前塔架曉度或預(yù)測塔架曉度。參考標號312表示塔架14的設(shè)計極限。如 本文所用，用語"設(shè)計極限"指的是塔架14的設(shè)計或結(jié)構(gòu)限制。例如，設(shè)計極限312可包括 在風力滿輪10的運行期間，在塔架14的最大塔架曉度極限下，存儲在塔架14中的最大勢 能。在另一個示例中，設(shè)計極限312可包括塔架14的最大塔架曉度極限或者在其W上塔架 14可能受損的最大塔架基部力矩。注意，由于風力滿輪的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、長度、高度、質(zhì)量和其 它特性的原因，一個風力滿輪的設(shè)計極限312可不同于另一個風力滿輪的設(shè)計極限312。在 一個實施例中，可按風力滿輪10的試運行時間規(guī)定設(shè)計極限12的定額，而且運種額定設(shè)計 極限312可隨時間和風力滿輪10的使用而改變。設(shè)計極限312另外或備選地可包括塔架 14的最大勢能、塔架14的最大凈能量、塔架14的最大動能、最大塔架基部力矩和/或最大 塔架曉度。
[0042] 在框314處，比較預(yù)測的塔架-負載-力矩指標與對應(yīng)的設(shè)計極限312。當預(yù)測的 塔架-負載-力矩指標為預(yù)測的凈能量時，則比較預(yù)測的凈能量與設(shè)計極限312,包括最大 凈能量。比較塔架-負載-力矩指示參數(shù)與設(shè)計極限312,W確保僅在塔架14上的極端應(yīng) 力/負載/曉度即將發(fā)生時，使用/啟用非線性塔架減振模型29。因此，在框316處，當確 定預(yù)測的塔架-負載力矩指標不超過設(shè)計極限312時，則在框318處，繼續(xù)使用基線運行控 制模型使風力滿輪10正常地運行?；€運行控制模型包括當風力滿輪10在塔架14上不 經(jīng)歷負載/曉度/應(yīng)力時，用于每天使風力滿輪10正常運行的任何適當?shù)目刂颇Ｐ秃?或 方法。
[004引注意，當預(yù)測的塔架-負載-力矩指標超過對應(yīng)的設(shè)計極限312時，其表示塔架14 的即將發(fā)生的極端應(yīng)力、負載和/或曉度。當預(yù)測的塔架-負載-力矩指標超過對應(yīng)的設(shè) 計極限312時，則在框320處，控制單元28使用非線性塔架減振模型29來產(chǎn)生塔架減振命 令，W控制風力滿輪10中的塔架14的塔架減振。因此，僅在塔架14上的極端應(yīng)力/負載 /曉度即將發(fā)生時，才使用/啟用非線性塔架減振模型29。在一個特定實施例中，非線性塔 架減振模型29構(gòu)造成至少部分地基于非線性可變的減振系數(shù)、塔架的質(zhì)量、塔架的運動方 向、空氣動力敏感度和塔架角速度，來產(chǎn)生塔架減振命令。在一個實施例中，非線性塔架減 振模型29構(gòu)造成產(chǎn)生與塔架的塔架速度同相的塔架減振命令，并且塔架減振命令包括葉 片24的所需獎距角變化命令。例如，當塔架減振命令包括所需獎距角變化命令，則可使用 W下公式化）來確定葉片24的所需獎距角變化：
其中，馬是塔架減振命令或所需獎距角變化命令，r是非線性可變的減振系數(shù)，名3是 塔架的當前速度或預(yù)測速度，Μ是塔架14的模態(tài)質(zhì)量，
是空氣動力推力對獎距角 的敏感度，心心0是轉(zhuǎn)子推力，并且;鮮是塔架14的自然頻率。葉片24的所需獎距角變化 例如可包括滿足風力滿輪10的變獎速率約束、變獎加速度約束或它們兩者的總獎距變化。 葉片24的所需獎距角變化可包括各個葉片24的相同命令，或者可包括各個葉片24的獨立 獎距角命令。
[0044] 此外，在框322處，可確定塔架減振命令是否滿足風力滿輪10的變獎速率約束和 /或變獎加速度約束。變獎速率約束例如可包括可變的葉片變獎系統(tǒng)32和促動器34的最 大變獎速率能力。變獎加速度約束例如可包括可變的葉片變獎系統(tǒng)32和促動器34的最大 變獎加速度能力。參照圖6更詳細地闡明根據(jù)一個實施例的確定減振命令是否滿足風力滿 輪10的變獎速率約束或變獎加速度約束。
[0045]圖4是示出根據(jù)本公開的一個實施例的用W確定由非線性塔架減振模型29產(chǎn)生 的非線性可變的減振系數(shù)的方法400的流程圖。參考標號402表示在圖3中的框310處預(yù) 測的預(yù)測塔架-負載-力矩指示參數(shù)。此外，如前面參照圖3所提到的那樣，參考標號312 表示限塔架14的設(shè)計極。
[0046] 在框404處，可基于預(yù)測塔架-負載-力矩指示參數(shù)402和設(shè)計極限312來確定 能量減少因數(shù)。在一個實施例中，當預(yù)測塔架-負載-力矩指示參數(shù)402為塔架14的預(yù)測 的凈能量時，則可基于預(yù)測的凈能量和設(shè)計極限312 (在塔架14的最大塔架曉度極限下的 塔架14的最大凈能量）來確定能量減少因數(shù)。例如，可使用W下公式（7)來確定能量減少 因數(shù)： F=P /P(?') ^ratio i tower load / ^ design limit / 其中，Erati。是能量減少因數(shù)，PtwerWd是預(yù)測塔架-負載-力矩指示參數(shù)402,并且Pdesign"mit是設(shè)計極限312。在一個實施例中，當預(yù)測塔架_負載-力矩指示參數(shù)402是凈能 量化reduted)，并且對應(yīng)的設(shè)計極限312是塔架14在最大塔架曉度極限下的最大勢能（RmJ 時，則可使用W下公式（8)來確定能量減少因數(shù)Efgtl。： Erati。- Rpredicted/Rniax (8)。
[0047] 在框406處，確定使塔架14的導(dǎo)致塔架14的塔架曉度的運動停止所剩的時間。如 本文所用，短語"停止所剩的時間"指的是自如果不使塔架14停止運動，則塔架14可能受 損之前的當前時間之后的最大時限。例如，在一個實施例中，可使用W下公式（9)和（10) 來確定使塔架14停止運動所剩的時間：
其中，曰是表示使塔架14停止運動所剩的時間的角表示，而且也是在相平面圖 (顯示圖5)上形成于塔架狀態(tài)（包括塔架曉度和塔架前后速度）和基準X軸之間的角，Ydim是在公式（4)中確定的第一無量綱參數(shù)，并且Xdim是在公式（3)中確定的第二無量綱參數(shù)。 使用W下公式（10)，可用來確定使塔架停止運動所剩的時間：
其中，是使塔架停止運動所剩的時間，并且胃是塔架14的自然頻率。在框408處， 可確定非線性可變的減振系數(shù)，它為能量減少因數(shù)和使塔架14停止運動所剩的時間的函 數(shù)。在一個實施例中，可通過解基于使塔架14停止運動所剩的時間和能量減少因數(shù)的函 數(shù)，來確定非線性可變的減振系數(shù)。例如可通過解兩點邊界值優(yōu)化問題來確定該函數(shù)。例 如可針對相平面圖上的塔架軌線來解兩點邊界值優(yōu)化問題，其中，塔架軌線從當前塔架位 置和當前塔架速度開始，并且在塔架曉度設(shè)計極限和零塔架速度下結(jié)束，而且假設(shè)減振始 終