Технологии / Инженерное руководство
Соглашения об отсчёте направления ветра, ориентации гондолы и угла её поворота
Для сравнения углов поворота гондолы нужны согласованные определения. Направление ветра может обозначать, откуда поступает воздух; ось оборудования показывает, куда направлен компонент. Несоответствие соглашений может выглядеть как большая ошибка ориентации.
Согласуйте, что означает каждый угол, прежде чем вычислять их разность.
Для каждого сигнала определите нулевое положение, направление вращения и физическую ось. Затем разберитесь с циклическим переходом угла через границу диапазона и временными метками. Эти определения поясняют записи, не предписывая алгоритм управления MARSTON.
01 / Откуда дует ветер
Направление ветра — это не стрелка, указывающая, куда движется поток.
NOAA NDBC определяет направление ветра как направление, откуда дует ветер, измеренное по часовой стрелке от истинного севера.
NOAA NDBC определяет направление ветра как направление, откуда он дует, отсчитываемое по часовой стрелке от истинного севера. При таком соглашении восточный ветер обозначается как 90°, тогда как воздух движется в направлении 270°. Эти два угла описывают один и тот же воздушный поток, но имеют противоположный смысл направления.
Уточните соглашение, используемое в фактическом наборе данных объекта, вместо того чтобы предполагать, что ему следует каждый прибор или каждый экспорт данных. На схеме должно быть указано, направлена ли стрелка к источнику ветра или по направлению движения воздуха. Иначе правильное метеорологическое значение можно сопоставить с неверной физической осью.
02 / Ось гондолы
Для ориентации необходимо задать физическое направление.
Запись направления должна указывать, какую ось гондолы или связанную с ротором ось она описывает и какой её конец считается положительным.
В записи об угловом направлении следует указать, какую ось гондолы или связанную с ротором ось она описывает и какой её конец считается положительным. Одного обозначения «направление гондолы» недостаточно, чтобы установить, направлен ли сигнал навстречу набегающему ветру, вдоль воздушного потока или вдоль механической оси отсчёта, выбранной для оборудования.
Используйте применимый сборочный чертёж и определение сигнала, чтобы установить этот смысл. Не выводите его из фотографии и не предполагайте одинаковое смещение нуля у разных моделей. Угловое положение, курс и значение команды поворота гондолы могут быть разными величинами, даже если все они выражены в градусах.
03 / Общая система отсчёта
Определите систему координат перед расчётом угла.
Зафиксируйте, соответствует ли ноль истинному северу, магнитному северу или собственной точке отсчёта оборудования, а также возрастают ли значения по часовой стрелке или против неё.
Зафиксируйте, соответствует ли ноль истинному северу, магнитному северу или принятому для оборудования опорному направлению, а также возрастают ли значения по часовой стрелке или против неё. Также укажите, какие углы являются абсолютными, а какие относительными. Относительное угловое положение гондолы нельзя напрямую сравнивать с абсолютным азимутом ветра без документально установленной связи между их системами отсчёта.
Вносите любое согласованное преобразование в расчётную документацию, сохраняя исходные значения и принятые соглашения. Это задача определения данных, а не указание повторно калибровать устройство или изменять настройку контроллера. Необъяснённое смещение в электронной таблице не должно становиться принятой поправкой на ориентацию.
04 / Приведение угла к основному диапазону
Явно учитывайте переход через границу круговой шкалы.
В качестве исключительно иллюстративного сравнения предположим, что угловые положения двух согласованных осей направления отсчитываются по часовой стрелке от одной и той же нулевой отметки.
Для чисто иллюстративного сравнения предположим, что углы двух совместимых осей направления измеряются по часовой стрелке от одного нуля. Если их показания равны 350° и 10°, кратчайшее угловое расстояние между ними без учёта знака составляет 20°, хотя обычное вычитание даёт модуль 340°. Оба значения близки к одной и той же границе круговой шкалы.
Для разности со знаком дополнительно необходимо задать соглашение о знаке и диапазоне. Например, если разность первого и второго углов приводится к диапазону от −180° до +180°, в этом примере получается −20°. Это объясняет только арифметику; здесь не задаются команда двигателю, допустимый поворот кабеля, зона нечувствительности или стратегия автоматического поворота гондолы.
05 / Время и качество.
Сравните сигналы, представляющие одну и ту же ситуацию.
Для каждого значения угла сохраняйте временные метки, периоды усреднения, индикаторы достоверности и состояние оборудования.
Для каждого угла сохраняйте временные метки, периоды усреднения, признаки достоверности и состояние оборудования. Запаздывающее измерение направления гондолы и более свежие данные о направлении ветра могут показывать кажущееся рассогласование, отчасти обусловленное разницей во времени. Не устраняйте эти различия путем неявного смешивания мгновенных и усредненных записей.
При усреднении углов также необходимо учитывать их циклическую природу: 350° и 10° не следует усреднять простым арифметическим способом, получая направление на юг. Укажите метод усреднения, используемый источником данных. При недостаточно определённых ветровых условиях сохраняйте примечания о качестве данных, а не пытайтесь по каждому указанному углу сделать вывод об ориентации.
06 / Словарь сигналов
Сохраняйте разделение между интерпретацией и возможностью управления.
Создайте словарь сигналов, включающий физический смысл, точку или систему отсчёта, знак, единицы измерения, временную основу и источник.
Создайте словарь сигналов, охватывающий физический смысл, опорную величину, знак, единицы измерения, временную основу и источник. Укажите измеряемые, расчетные и командные значения, а также то, предоставляет ли оборудование каждый канал. Не предполагайте наличие неподтвержденного набора датчиков или возможностей связи.
Пять текущих моделей MARSTON используют электрическую систему поворота гондолы; этот факт не определяет полную архитектуру их сигналов или параметры управления. Начните с руководство по электрической системе поворота гондолы для функции и руководство по регистрации событий поворота гондолы для инженерного обсуждения с чётко обозначенными границами.
Продолжите рассмотрение с помощью Протоколы контроллеров ветротурбин и карты регистров.
Продолжите рассмотрение с помощью Быстроходность ветроустановки: радиус ротора, RPM и скорость ветра.
Продолжите рассмотрение с помощью Инженерная документация ветроэнергетического проекта: редакции и статус рассмотрения.
Дополните рассмотрение соглашений об отсчёте углов с помощью приведение углов к основному диапазону, развертывание углов и круговые средние.
Ознакомьтесь с люфт механизма поворота гондолы и зона нечувствительности системы управления и скручивание кабеля при повороте гондолы и вращающиеся интерфейсы При сопоставлении угловых сигналов с фактической сборкой.
Общие сведения: NOAA NDBC: определения направления ветра и единицы измерения. Эти источники объясняют отраслевые понятия; они рассматриваются отдельно от применимой документации MARSTON на продукцию и проект.
Подготовьте сведения для этой оценки.
Упорядочьте сведения проекта по контрольному списку. Отметьте недоступные данные и сохраните ссылки на документы.
| Пункт оценки | Сведения для предоставления | Назначение |
|---|---|---|
| Соглашение об обозначении направления ветра | Откуда или куда; опорное направление на север и направление вращения | Правильно интерпретируйте значение воздушного потока. |
| Ось оборудования | Физическая ось, её положительный конец и абсолютный или относительный угол | Установите, какое направление обозначает этот угол ориентации. |
| Преобразование системы координат | Исходные определения и любое документированное преобразование | Сравнивайте совместимые направления. |
| Круговая арифметика | Разность без учёта знака или со знаком; метод приведения к угловому диапазону и усреднения | Избегайте ошибок, связанных с границами и знаками. |
| Качество записи | Временные метки, периоды, достоверность и состояние оборудования | Отличайте реальные различия в направлении от проблем с данными. |
Инженерные вопросы.
Означает ли направление ветра 90°, что воздух движется на восток?
Согласно метеорологической традиции, это означает, что ветер дует с востока и движется на запад.
Всегда ли можно сопоставлять направление ветра и направление гондолы?
Нет. Прежде всего, необходимо установить их физические оси, нулевые отсчеты, знаки и абсолютные или относительные значения.
Почему 350° и 10° могут отличаться всего на 20°?
Направления расположены на окружности. Кратчайшее угловое расстояние между ними проходит через нулевую отметку, а не через оставшиеся 340°.
Является ли угол, приведённый к заданному диапазону, командой двигателю поворота гондолы?
Нет. Поясняющий расчёт угла не определяет логику управления оборудованием, его ограничения или допустимое вращение.
Могу ли я использовать обычную арифметику для вычисления среднего значения углов?
Обычное усреднение может давать неверный результат на границе круговой шкалы. Используйте документированный метод круговой статистики и сохраняйте сведения, на которых основана оценка качества данных.
Подтверждает ли это руководство, какие датчики поставляет MARSTON?
Нет. Наличие сигналов, конфигурацию датчиков и параметры связи необходимо подтвердить для выбранного комплекта оборудования.
Технический запрос
Подготовьте сведения проекта к обсуждению.
Для сравнения углов поворота гондолы необходимы совместимые определения. Предоставьте имеющуюся информацию и укажите состав оборудования, который вы хотите рассмотреть при подготовке технического коммерческого предложения.