基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一種基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，空間定位的應(yīng)用范圍逐漸的從高精尖的國防工程中轉(zhuǎn)移到一般的日常生活里。之前單一的依靠液浮陀螺或者加速度感應(yīng)的空間定位系統(tǒng)，也慢慢的被MEMS設(shè)備所代替。現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電中槳葉保護(hù)已有一些設(shè)備，但都是存在誤差大、漂移多、價(jià)格昂貴等特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，能夠根據(jù)當(dāng)前的槳葉實(shí)時(shí)運(yùn)動情況，預(yù)警槳葉是否正常、是否損壞、是否被空中異物擊中等情況，確保風(fēng)電場的正常運(yùn)行。
[0004]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0005]基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，包括三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀、三軸磁場計(jì)，三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀連接組成感應(yīng)芯片，所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)分別連接到處理器模塊，處理器模塊連接無線發(fā)射模塊，無線接收模塊連接計(jì)算機(jī)。
[0006]所述處理器模塊用于將所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行封包、加糾正碼；然后發(fā)送至無線發(fā)射模塊。接收模塊用于接收和解碼數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所能識別的信號。計(jì)算機(jī)用于將接收到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和建模。
[0007]所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)分別通過I2C總線，將感應(yīng)測試到的槳軸角速度、加速度、磁場強(qiáng)度發(fā)送至處理器模塊。
[0008]所述三軸磁場計(jì)、所述感應(yīng)芯片、處理器模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊分別連接電源模塊。
[0009]所述感應(yīng)芯片為MPU6050。
[0010]所述三軸磁場計(jì)為三軸磁場加速度傳感器RM G144。
[0011]本實(shí)用新型基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，將MEMS化的磁場傳感器加入到聯(lián)合定位中來，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的描繪風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的槳葉在空中運(yùn)動的過程，又有效的控制了成本。能夠根據(jù)當(dāng)前的槳葉實(shí)時(shí)運(yùn)動情況，預(yù)警槳葉是否正常、是否損壞、是否被空中異物擊中等情況，確保風(fēng)電場的正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，包括三軸加速度傳感器1、三軸陀螺儀2、三軸磁場計(jì)3，三軸加速度傳感器1與三軸陀螺儀2連接組成感應(yīng)芯片，所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)3分別連接到處理器模塊4，處理器模塊4連接無線發(fā)射模塊6，無線接收模塊7連接計(jì)算機(jī)8。
[0014]所述處理器模塊4用于將所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)3傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行封包、加糾正碼；然后發(fā)送至無線發(fā)射模塊6。接收模塊7用于接收和解碼數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)8所能識別的信號。計(jì)算機(jī)8用于將接收到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和建模。
[0015]所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)3分別通過I2C總線，將感應(yīng)測試到的槳軸角速度、加速度、磁場強(qiáng)度發(fā)送至處理器模塊4。
[0016]所述三軸磁場計(jì)3、所述感應(yīng)芯片、處理器模塊4、無線發(fā)射模塊6、無線接收模塊7分別連接電源模塊5，電源模塊5為這些模塊供電。
[0017]所述感應(yīng)芯片為MPU6050。
[0018]所述三軸磁場計(jì)3為三軸磁場加速度傳感器RM G144。
[0019]所述處理器模塊4采用AVR單片機(jī)。
[0020]無線發(fā)射模塊6、無線接收模塊7均采用nRF401型的無線收發(fā)模塊。
[0021]實(shí)施步驟:
[0022]步驟一:確定絕對的空間坐標(biāo)系。首先開機(jī)后，計(jì)算機(jī)8確定初始狀態(tài)下角速度為0的時(shí)候，各個(gè)漿軸的加速度值，確定這三個(gè)軸的加速度合力值及其方向。確定此時(shí)的三個(gè)軸的磁場強(qiáng)度值，解算出他們的合磁場大小方向。
[0023]步驟二:以重力方向?yàn)閆軸的負(fù)方向，以磁力方向?yàn)閅軸正方向，取正交與這兩個(gè)方向的唯一方向?yàn)閄軸，并且以右手定理確定X軸的正方向。此時(shí)便可以擺脫芯片所處的位置，實(shí)時(shí)的確定空間所處的位置，描繪出在絕對空間中，感應(yīng)芯片所移動過的位置。
[0024]步驟三:完成初始化之后，處理器模塊4將傳感器傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，使信號能夠有效的抗干擾。
[0025]步驟四:處理器模塊4將數(shù)據(jù)進(jìn)行封包、加糾正碼等操作，以便讓傳輸過程的誤碼錯誤降到最低。
[0026]步驟五:處理器模塊4將數(shù)據(jù)發(fā)送到無線發(fā)射模塊6。整套系統(tǒng)安放在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的槳葉中。
[0027]步驟六:無線接收模塊7負(fù)責(zé)接收和解碼，它與無線發(fā)射模塊6采用藍(lán)牙或者專用的2.4G無線通信。
[0028]步驟七:計(jì)算機(jī)8根據(jù)實(shí)時(shí)的獲取三軸加速度傳感器1和三軸陀螺儀2的各軸的加速度信息及加速度信息。利用如上述所描述建立的絕對坐標(biāo)系，根據(jù)每個(gè)漿軸的加速度積分算出當(dāng)前速度值，再積分算出每個(gè)軸的位移值。根據(jù)角速度值，積分算出當(dāng)前的角度，然后將這些數(shù)據(jù)記錄到計(jì)算機(jī)8之中。
[0029]步驟八:計(jì)算機(jī)8獲得當(dāng)前的各個(gè)軸加速度后，根據(jù)角度的變化量，實(shí)時(shí)的計(jì)算出當(dāng)前的重力所應(yīng)該處于的角度，再由上述初始化過程中重力的大小，分別計(jì)算重力在三個(gè)絕對坐標(biāo)系上的分量，并剔除掉。
[0030]步驟九:計(jì)算機(jī)8根據(jù)三軸磁場計(jì)3實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，與獲得的角度、速度信息比對，做兩個(gè)數(shù)據(jù)的加權(quán)糾正。以確保加速度值的非線性變化及陀螺儀的零漂等誤差不會再最終的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生累積的誤差，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0031]步驟十:完成以上的計(jì)算后，就可以實(shí)時(shí)的在空間坐標(biāo)系中，標(biāo)定當(dāng)前空間軌跡定位系統(tǒng)所處的三軸坐標(biāo)點(diǎn)，也可以實(shí)時(shí)的獲取它的當(dāng)前速度、角度、加速度。將這些數(shù)據(jù)全部記錄到計(jì)算機(jī)8緩存中的數(shù)據(jù)庫中，使其能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的描繪風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的槳葉在空中運(yùn)動的過程。
[0032]步驟十一:根據(jù)當(dāng)前的槳葉實(shí)時(shí)運(yùn)動情況，預(yù)警槳葉是否正常、是否損壞、是否被空中異物擊中等情況，確保風(fēng)電場的正常運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，包括三軸加速度傳感器(I)、三軸陀螺儀(2 )、三軸磁場計(jì)(3 )，三軸加速度傳感器(I)與三軸陀螺儀(2 )連接組成感應(yīng)芯片，其特征在于，所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)(3)分別連接到處理器模塊(4)，處理器模塊(4)連接無線發(fā)射模塊(6)，無線接收模塊(7)連接計(jì)算機(jī)(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于， 所述處理器模塊(4)用于將所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)(3)傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行封包、加糾正碼；然后發(fā)送至無線發(fā)射模塊(6); 接收模塊(7)用于接收和解碼數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)(8)所能識別的信號； 計(jì)算機(jī)(8 )用于將接收到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和建模。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)(3)分別通過I2C總線，將感應(yīng)測試到的槳軸角速度、加速度、磁場強(qiáng)度發(fā)送至處理器模塊(4 )。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述三軸磁場計(jì)(3)、所述感應(yīng)芯片、處理器模塊(4)、無線發(fā)射模塊(6)、無線接收模塊(7 )分別連接電源模塊(5 )。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)芯片為MPU6050。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述三軸磁場計(jì)(3)為三軸磁場加速度傳感器RM G144。
【專利摘要】基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，包括三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀、三軸磁場計(jì)，三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀連接組成感應(yīng)芯片，所述感應(yīng)芯片、三軸磁場計(jì)分別連接到處理器模塊，處理器模塊連接無線發(fā)射模塊，無線接收模塊連接計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型基于空間軌跡定位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組槳葉保護(hù)系統(tǒng)，將MEMS化的磁場傳感器加入到聯(lián)合定位中來，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的描繪風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的槳葉在空中運(yùn)動的過程，又有效的控制了成本。能夠根據(jù)當(dāng)前的槳葉實(shí)時(shí)運(yùn)動情況，預(yù)警槳葉是否正常、是否損壞、是否被空中異物擊中等情況，確保風(fēng)電場的正常運(yùn)行。
【IPC分類】F03D7/00
【公開號】CN204984720
【申請?zhí)枴緾N201520382639
【發(fā)明人】陳華
【申請人】中國長江三峽集團(tuán)公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年6月5日