变桨对风力机的安全和正常工作起非常重要的作用,从控制策略的角度可以将变桨分为独立变桨和传统变桨。随着风力机单机功率等级的不断上升,叶轮直径的不断增大,风剪塔影造成的载荷波动也在不断增大,由此导致的疲劳载荷问题日益凸显,而独立变桨正是在这种背景下提出的。本文从产生基础,控制策略,硬件执行机构三个角度对独立变桨阐述。(1)独立变桨建立在传统变桨的基础之上,传统变桨主要目的是功率控制。在额定风速以上,通过降低风力机的气动转矩,使叶片的载荷与风力机输出功率维持在设计范围之内,保证风力机安全。传统变桨控制可以采用传统的PI或PD控制器,本文给出了PI控制器的设计过程及其控制效果。(2)独立变桨控制策略的核心思想是在原有传统变桨角度上叠加一个新的控制量,这个控制量是基于1P Coleman变换和反变换产生的,目的在于抑制风剪塔影对气动载荷造成的波动。本文给出了独立变桨控制器的设计方法和控制效果。(3)独立变桨控制策略需要变桨系统具备准确的位置跟踪能力,本文针对某种变桨控制系统位置跟踪存在的缺点进行改进。首先建立变桨控制系统位置跟踪的数学模型,然后根据前馈加反馈控制理论分析了现有控制方法中存在的缺陷,为了增强跟踪效果,本文提出了新的补偿方式,最终在物理硬件平台上得到了验证。