【Цель】 В связи с влиянием неточностей данных лазерного доплеровского анемометра (ЛДА) при неблагоприятных погодных условиях на неопределенности в прямом управлении, представлен алгоритм оптимального прямого управления изменением шага лопастей ветряной турбины на основе ЛДА и прогноза эквивалентной ветровой скорости с использованием фильтра Калмана и нечеткого переключения различных эквивалентных скоростей ветра. 【Методы】 Во-первых, с помощью разработанного нами ЛДА, установленного в гондоле, многоточечные измеренные скорости ветра преобразуются в эквивалентную скорость ветра, действующую на лопасти; во-вторых, разработан алгоритм прогноза эквивалентной скорости ветра на основе фильтра Калмана; с использованием механизма нечеткой логики реализовано плавное переключение между измеренной ЛДА и прогнозируемой эквивалентными скоростями ветра; наконец, параметры ПИ-регулятора для обратной связи с изменением шага лопастей оптимизируются с использованием алгоритма управления ветровой нагрузкой, интегрированного с прямым управлением. 【Результаты】 На высокоточном эталонном ветрогенераторе NREL 5 МВт при турбулентном ветре со скоростью 18 м/с нечеткий механизм позволил снизить колебания скорости ротора генератора приблизительно на 5,3%, а после оптимизации параметров офлайн — дополнительно на 8,9%; колебания нагрузок на корень лопасти в направлении x сократились примерно на 8,7%. 【Заключение】 Применённый в работе механизм нечеткого переключения и алгоритм офлайн-оптимизации способны уменьшить неблагоприятное влияние неточности ЛДА на прямое управление, а также дополнительно снизить колебания скорости и нагрузок на ротор ветрогенератора.

лазерный доплеровский анемометр; фильтр Калмана; эквивалентная скорость ветра; прямое управление изменением шага; переключение