[发明专利]一种适用于湖泊的波浪发电装置及其控制方法

权利要求书

1.一种适用于湖泊的波浪发电装置，其特征在于：包括支架（1）、垂直浮筒（4）、永磁圆筒直线发电机（3）和蓄电池（5），永磁圆筒直线发电机（3）的电能输出端接入蓄电池（5）的充电端；所述支架（1）上设置有动机安装平台（2），在动机安装平台（2）上设置有通孔，在动机安装平台（2）的上方固定有密封罩；所述永磁圆筒直线发电机（3）包括定子（8）和动子（9），所述定子（8）竖直固定在动机安装平台（2）上方、并位于密封罩内，所述动子（9）安装在定子（8）内，且动子（9）穿过动机安装平台（2）上的通孔伸入到动机安装平台（2）下方，与动机安装平台（2）下方的垂直浮筒（4）的中心轴固定。

2.根据权利要求1所述的适用于湖泊的波浪发电装置，其特征在于：还包括灯器（7），所述灯器（7）安装在密封罩的外部顶端，所述蓄电池（5）为灯器（7）提供电源。

3.根据权利要求1所述的适用于湖泊的波浪发电装置，其特征在于：所述定子（8）和动子（9）之间采用超高分子材质的轴套进行连接。

4.一种适用于湖泊的波浪发电装置的控制方法，其特征在于：该方法基于PID-内模控制模型，通过对波前垂直波速的检测模块、垂直速度控制环、反馈信号和干扰信号对垂直浮筒进行控制，具体包括如下步骤：

（1）所述波前垂直波速的检测模块对波前垂直波速R(s)进行检测，并将波前垂直波速R(s)与垂直浮筒（4）运动速度的反馈信号进行实时比较，将产生的误差通过反馈信号模块送入垂直速度控制模块G_IMC(s)中，其中Y(s)为输出量，为发电装置的理论运动模型，G(s)为发电装置的实际运动模型；

（2）垂直速度控制模块G_IMC(s)采用调节PID参数的自适应控制方法，先通过调节误差输入量的比例、积分和微分参数，经推理计算求解得到垂直速度控制模块G_IMC(s)的输出量；

（3）采用PID-内模算法进行补偿，消除干扰信号D(s)的影响。

5.根据权利要求4所述的适用于湖泊的波浪发电装置的控制方法，其特征在于：所述垂直速度控制模块G_IMC(s)内包含有发电装置的理论运动模型和PID-内模控制模型的内环反馈控制器C(s)，其中C(s)的输入信号为C(s)的输出信号作为的输入信号；同时C(s)的输出信号作为发电装置的实际运动模型G(s)的输入信号，Y(s)=G(s)+D(s)。

6.根据权利要求4所述的适用于湖泊的波浪发电装置的控制方法，其特征在于：所述波前垂直波速的检测模块采用点对点的速度检测方法对波前垂直波速进行检测。

7.根据权利要求4所述的适用于湖泊的波浪发电装置的控制方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：

a.根据光亮强度，点亮或关闭灯器（7）；

b.根据蓄电池（5）充电是否完成，控制永磁圆筒直线发电机（3）向蓄电池（5）充电；

c.在蓄电池（5）充电完成、且波浪波高达到预设值情况下，控制永磁圆筒直线发电机（3）直接为灯器（7）供电。