一种桨叶位置同步判断方法、装置及桨叶系统与流程

1.本发明涉及桨叶同步领域，特别是涉及一种桨叶位置同步判断方法、装置及桨叶系统。


背景技术：

2.风能是重要的绿色能源之一，它安全、清洁、不息的形式孕育着巨大的能源和商机。而风力发电机组作为能将风能转化为电能的设备变得愈发重要，其中，风力发电机组中的桨叶均是以自身轴心为基准在0度到预设度数之间按照相同的速度进行周期性同步转动。风力发电机组中的桨叶的位置(角度)一旦出现不同步的现象，将会导致控制系统对桨叶状态的错误感知，进而引起控制中的桨叶受力不平衡等现象，影响整机载荷，带来安全风险。但是现有技术中主要是通过技术人员操作检测设备来检测风力发电机组中的桨叶的位置是否同步，这种检测方法测试出来的结果受技术人员影响较大。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种桨叶位置同步判断方法、装置及桨叶系统，如果n个桨叶的位置同步，那么当前周期中n个桨叶的位置和速度需要基本保持一致。所以先对当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和进行确定，然后基于确定的n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和就能够判断出n个桨叶的位置是否同步。能够准确及时的判断n个桨叶是否同步，并且不需要借助技术人员进行操作，降低了误差。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种桨叶位置同步判断方法，应用于桨叶位置同步判断装置中的处理器，包括：
5.确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和，n为不小于2的整数；
6.确定当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和；
7.根据所述位置偏差总和和所述速度偏差总和判断n个所述桨叶位置是否同步。
8.优选地，根据所述位置偏差总和和所述速度偏差总和判断n个所述桨叶位置是否同步，包括：
9.将当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和与当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和相乘得到n个所述桨叶的位置偏差与速度偏差特征值；
10.判断所述位置偏差与速度偏差特征值是否小于预设特征值；
11.若是，则判定n个所述桨叶位置同步；
12.若否，则判定n个所述桨叶位置不同步。
13.优选地，在根据所述位置偏差总和和所述速度偏差总和判断n个所述桨叶位置是否同步之前，还包括：
14.对所述位置偏差总和及所述速度偏差总和分别进行低通滤波。
15.优选地，对所述位置偏差总和及所述速度偏差总和分别进行低通滤波，包括：
16.根据当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及第一预设滤波关系式得到低通滤波后的位置偏差总和；
17.根据当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和及第二预设滤波关系式得到低通滤波后的速度偏差总和；
18.所述第一预设滤波关系式为：
19.低通滤波后的位置偏差总和＝当前周期的位置偏差总和*1/5+上一周期的位置偏差总和*4/5；
20.所述第二预设滤波关系式为：
21.低通滤波后的速度偏差总和＝当前周期的速度偏差总和*1/5+上一周期的速度偏差总和*4/5。
22.优选地，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
23.确定与n个所述桨叶一一对应的限位开关的位置；
24.基于各所述限位开关的位置判断各所述限位开关的安装是否均正确；
25.若是，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
26.优选地，所述限位开关的安装位置为基准预设角度θ，基于各所述限位开关的位置判断各所述限位开关的安装是否均正确，包括：
27.控制n个所述桨叶均从第一预设角度向第二预设角度变浆，并从所述第二预设角度向所述第一预设角度变浆，所述第一预设角度＞所述基准预设角度θ＞所述第二预设角度；
28.对于任意一个桨叶，在所述桨叶从所述第一预设角度向所述第二预设角度变浆过程中，通过编码器依次获取所述桨叶对应的限位开关的第一位置值θ1和第二位置值θ2，以及在所述桨叶从所述第二预设角度向所述第一预设角度变浆过程中，通过所述编码器依次获取所述桨叶对应的限位开关的第三位置值θ3和第四位置值θ4；
29.根据所述第一位置值θ1、所述第二位置值θ2、所述第三位置值θ3、所述第四位置值θ4、所述基准预设角度θ及限位开关偏移最大值关系式得到所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值；
30.根据所述第一位置值θ1、所述第二位置值θ2、所述第三位置值θ3、所述第四位置值θ4、所述基准预设角度θ及限位开关偏移最小值关系式得到所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值；
31.所述限位开关偏移最大值关系式为：
32.所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值＝max(θ1-θ+θ4-θ，θ2-θ+θ3-θ)；
33.所述限位开关偏移最小值关系式为：
34.所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值＝min(θ1-θ+θ4-θ，θ2-θ+θ3-θ)；
35.根据所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值、所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值、所述第一位置值θ1、所述第二位置值θ2、所述第三位置值θ3、所述第四位置值θ4、所述基准预设角度θ及限位开关安装精度关系式得到所述限位开关的安装精度特征量；
36.所述限位开关安装精度关系式为：
37.所述限位开关的安装精度特征量＝|所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值/所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值|*|((θ1+θ2)/2-θ+(θ3+θ4)/2-θ)|；
38.判断所述限位开关的安装精度特征量是否小于预设限位开关的安装精度特征量；
39.若是，则判定所述限位开关安装正确；
40.若否，则判定所述限位开关安装不正确。
41.优选地，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
42.控制n个所述桨叶以正常运行模式运行和/或以正常停机模式运行和/或以紧急停机模式运行；
43.获取n个所述桨叶在正常运行模式运行时的第一速度和/或在正常停机模式运行时的第二速度和/或在紧急停机模式运行时的第三速度；
44.判断所述第一速度和预设第一速度是否相等和/或判断所述第二速度和预设第二速度是否相等和/或判断所述第三速度和预设第三速度是否相等；
45.若所述第一速度和所述预设第一速度相等和/或所述第二速度和所述预设第二速度相等和/或所述第三速度和所述预设第三速度相等，则判定n个所述桨叶运行正常，并进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
46.优选地，所述桨叶位置同步判断还包括plc设备，用于基于所述处理器的控制对所述桨叶的变桨进行控制，并将所述桨叶的位置和速度发送至所述处理器；
47.在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
48.判断自身与所述plc设备的通讯是否正常；
49.若是，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
50.优选地，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
51.确定安全链的状态，所述安全链的状态包括：安全链闭合状态和安全链断开状态；
52.根据所述安全链的状态判断所述安全链是否发生故障；
53.若否，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
54.优选地，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
55.获取n个所述桨叶的变桨电流；
56.判断各所述变桨电流是否均小于预设变桨电流；
57.若是，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总
和的步骤。
58.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种桨叶位置同步判断装置，包括：
59.存储器，用于存储计算机程序；
60.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的桨叶位置同步判断方法的步骤。
61.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种桨叶系统，包括如上述所述的桨叶位置同步判断装置和n个桨叶，所述桨叶位置同步判断装置与n个所述桨叶连接，n为不小于2的整数。
62.本发明的目的是提供一种桨叶位置同步判断方法、装置及桨叶系统，如果n个桨叶的位置同步，那么当前周期中n个桨叶的位置和速度需要基本保持一致。所以先对当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和进行确定，然后基于确定的n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和就能够判断出n个桨叶的位置是否同步。能够准确及时的判断n个桨叶是否同步，并且不需要借助技术人员进行操作，降低了误差。
附图说明
63.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
64.图1为本发明提供的一种桨叶位置同步判断方法的过程流程图；
65.图2为本发明提供的另一种桨叶位置同步判断方法的过程流程图；
66.图3为本发明提供的桨叶在变浆过程中触发限位开关的示意图
67.图4为本发明提供的一种桨叶位置同步判断装置的结构示意图。
具体实施方式
68.本发明的核心是提供一种桨叶位置同步判断方法、装置及桨叶系统，如果n个桨叶的位置同步，那么当前周期中n个桨叶的位置和速度需要基本保持一致。所以先对当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和进行确定，然后基于确定的n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和就能够判断出n个桨叶的位置是否同步。能够准确及时的判断n个桨叶是否同步，并且不需要借助技术人员进行操作，降低了误差。
69.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
70.请参照图1，图1为本发明提供的一种桨叶位置同步判断方法的过程流程图。应用于桨叶位置同步判断装置中的处理器，该方法包括：
71.s10:确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和，n为不小于
2的整数；
72.本发明中，因为要想判断n个桨叶是否同步，需要知道当前周期中n个桨叶的位置是否保持一致，这时就需要确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和。能够更准确的知道当前周期中n个桨叶的位置是否保持一致，提高了判断过程的效率。
73.在实际应用中，确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的方式可以为先获取当前周期中n个桨叶的位置，再根据当前周期n个桨叶的位置获取任意两个桨叶的位置的差值，最后根据任意两个桨叶的位置的差值的绝对值之和获取n个桨叶的位置偏差总和或其他方式。
74.s11:确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和；
75.本发明中，因为要想判断n个桨叶是否同步，需要知道当前周期中n个桨叶的速度是否保持一致，这时就需要确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和。能够更准确的知道当前周期中n个桨叶的速度是否保持一致，提高了判断过程的效率。
76.在实际应用中，确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和的方式可以为先获取当前周期中n个桨叶的速度，再根据当前周期n个桨叶的速度获取任意两个桨叶的速度的差值，最后根据任意两个桨叶的速度的差值的绝对值之和获取n个桨叶的速度偏差总和或其他方式。
77.s12:根据位置偏差总和和速度偏差总和判断n个桨叶位置是否同步。
78.本发明中，在确定完当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和后，处理器可以直接基于当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和和速度偏差总和判断出n个桨叶位置是否同步。这种判断方式可以更准确及时的判断出n个桨叶位置是否同步，并且不需要借助技术人员进行操作，降低了误差。
79.需要说明的是，在确定完当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和后，判断n个桨叶位置是否同步的方式可以为将判断当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和是否小于预设位置偏差总和及当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和是否小于预设速度偏差总和，若当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和小于预设位置偏差总和且当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和小于预设速度偏差总和，则判定断n个桨叶位置同步；也可以为将当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和与当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和相乘得到n个桨叶的位置偏差与速度偏差特征值，通过判断位置偏差与速度偏差特征值是否小于预设特征值来判定n个桨叶位置是否同步，若位置偏差与速度偏差特征值小于预设特征值，则判定n个桨叶位置同步；若位置偏差与速度偏差特征值不小于预设特征值，则判定n个桨叶位置不同步或其他方式。
80.还需要说明的是，风力发电机组变桨系统车间调试，主要确定：风力发电机组变桨系统传感器及执行设备可正常工作。提供一个风力发电机组车间调试平台，主要包括：操作台、手持终端、无线万用表以及现场终端等。操作台主要由工控机，功能板卡，供电主回路以及直流电源组组成。操作台主要完成被测对象指令通信，通过与无线万用表、手持终端等设备通信，自动收集测试数据，并记录至数据库中。
81.本实施例提供了一种桨叶位置同步判断方法，如果n个桨叶的位置同步，那么当前周期中n个桨叶的位置和速度需要基本保持一致。所以先对当前周期中n个桨叶中的任意两
个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和进行确定，然后基于确定的n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和就能够判断出n个桨叶的位置是否同步。能够准确及时的判断n个桨叶是否同步，并且不需要借助技术人员进行操作，降低了误差。
82.作为一种优选地实施例，根据位置偏差总和和速度偏差总和判断n个桨叶位置是否同步，包括：
83.将当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和与当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和相乘得到n个桨叶的位置偏差与速度偏差特征值；
84.判断位置偏差与速度偏差特征值是否小于预设特征值；
85.若是，则判定n个桨叶位置同步；
86.若否，则判定n个桨叶位置不同步。
87.本发明中，根据位置偏差总和和速度偏差总和判断n个桨叶位置是否同步的方式为将当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和与当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和相乘得到n个桨叶的位置偏差与速度偏差特征值，这样得到的位置偏差与速度偏差特征值可以同时代表n个桨叶的位置偏差和速度偏差，所以通过判断位置偏差与速度偏差特征值是否小于预设特征值可以判定n个桨叶位置是否同步，如果位置偏差与速度偏差特征值小于预设特征值，则证明各桨叶位置同步；如果位置偏差与速度偏差特征值不小于预设特征值，则证明n个桨叶位置不同步。这种判断方式更准确，降低了误差，提高了判断过程的可靠性。
88.请参照图2，图2为本发明提供的另一种桨叶位置同步判断方法的过程流程图。
89.作为一种优选地实施例，在根据位置偏差总和和速度偏差总和判断n个桨叶位置是否同步之前，还包括：
90.s2:对位置偏差总和及速度偏差总和分别进行低通滤波。
91.本发明中，在根据位置偏差总和和速度偏差总和判断n个桨叶位置是否同步之前，先对位置偏差总和及速度偏差总和分别进行低通滤波，因为确定的位置偏差总和及速度偏差总和是当前周期下的，可能会因为一些因素导致出现一定的误差，通过低通滤波可以排除这部分误差带来的影响，提高了判断过程的准确性。
92.作为一种优选地实施例，对位置偏差总和及速度偏差总和分别进行低通滤波，包括：
93.根据当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及第一预设滤波关系式得到低通滤波后的位置偏差总和；
94.根据当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和及第二预设滤波关系式得到低通滤波后的速度偏差总和；
95.第一预设滤波关系式为：
96.低通滤波后的位置偏差总和＝当前周期的位置偏差总和*1/5+上一周期的位置偏差总和*4/5；
97.第二预设滤波关系式为：
98.低通滤波后的速度偏差总和＝当前周期的速度偏差总和*1/5+上一周期的速度偏差总和*4/5。
99.本发明中，低通滤波后的位置偏差总和主要是根据当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和、上一周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及第一预设滤波关系式得到；低通滤波后的速度偏差总和主要是根据当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和、上一周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和及第二预设滤波关系式得到。采用低通滤波的计算方式可以更准确的得到低通滤波后的位置偏差总和及速度偏差总和。
100.作为一种优选地实施例，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
101.确定与n个桨叶一一对应的限位开关的位置；
102.基于各限位开关的位置判断各限位开关的安装是否均正确；
103.若是，则进入确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
104.本发明中，n个桨叶一一对应一个限位开关，限位开关的作用主要起到校正风力发电机组中编码器的读数的作用。因为随着风电发电机组的长期运行，编码器齿轮可能会出现啮合的问题，导致编码器读数与实际桨距角存在不一致，这将会导致处理器对桨叶状态的错误感知，进而引起控制中的风轮受力不平衡等现象，影响整机载荷，带来安全风险，所以必须先保证限位开关的安装正确。而本发明中判断限位开关的安装是否正确的方式为在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，先确定与n个桨叶一一对应的限位开关的位置，再根据各限位开关的位置判断各限位开关的安装是否均正确。保证了限位开关的安装正确，便于后续对风电发电机组中编码器的校正，提高了判断过程的可靠性。
105.作为一种优选地实施例，限位开关的安装位置为基准预设角度θ，基于各限位开关的位置判断各限位开关的安装是否均正确，包括：
106.控制n个桨叶均从第一预设角度向第二预设角度变浆，并从第二预设角度向第一预设角度变浆，第一预设角度＞基准预设角度θ＞第二预设角度；
107.对于任意一个桨叶，在桨叶从第一预设角度向第二预设角度变浆过程中，通过编码器依次获取桨叶对应的限位开关的第一位置值θ1和第二位置值θ2，以及在桨叶从第二预设角度向第一预设角度变浆过程中，通过编码器依次获取桨叶对应的限位开关的第三位置值θ3和第四位置值θ4；
108.根据第一位置值θ1、第二位置值θ2、第三位置值θ3、第四位置值θ4、基准预设角度θ及限位开关偏移最大值关系式得到限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最大值；
109.根据第一位置值θ1、第二位置值θ2、第三位置值θ3、第四位置值θ4、基准预设角度θ及限位开关偏移最小值关系式得到限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最小值；
110.限位开关偏移最大值关系式为：
111.限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最大值＝max(θ1-θ+θ4-θ，θ2-θ+θ3-θ)；
112.限位开关偏移最小值关系式为：
113.限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最小值＝min(θ1-θ+θ4-θ，θ2-θ+θ3-θ)；
114.根据限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最大值、限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最小值、第一位置值θ1、第二位置值θ2、第三位置值θ3、第四位置值θ4、基准预设角度θ及限位开关安装精度关系式得到限位开关的安装精度特征量；
115.限位开关安装精度关系式为：
116.限位开关的安装精度特征量＝|限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最大值/限位开关在第一预设角度和第二预设角度时的偏移最小值|*|((θ1+θ2)/2-θ+(θ3+θ4)/2-θ)|；
117.判断限位开关的安装精度特征量是否小于预设限位开关的安装精度特征量；
118.若是，则判定限位开关安装正确；
119.若否，则判定限位开关安装不正确。
120.本发明中，要想判断限位开关安装的是否正确，需要控制n个桨叶均从第一预设角度向第二预设角度变浆，并从第二预设角度向第一预设角度变浆，这样保证了任意一个桨叶都可以两次经过各自对应的限位开关，因为限位开关本身具有一定的行程，所以在桨叶从第一预设角度向第二预设角度变浆过程中，通过编码器可以获取到桨叶在接近桨叶对应的限位开关时的第一位置值θ1，以及在桨叶从第一预设角度向第二预设角度变浆过程中，通过编码器可以获取到桨叶在远离桨叶对应的限位开关时的第二位置值θ2；在桨叶从第二预设角度向第一预设角度变浆过程中，通过编码器可以获取到桨叶在接近桨叶对应的限位开关时的第三位置值θ3，以及在桨叶从第二预设角度向第一预设角度变浆过程中，通过编码器可以获取到桨叶在远离桨叶对应的限位开关时的第四位置值θ4。
121.在获取到第一位置值θ1、第二位置值θ2、第三位置值θ3及第四位置值θ4之后就可以根据限位开关偏移最大值关系式、限位开关偏移最小值关系式及限位开关安装精度关系式就可以得到反应限位开关是否安装正确的限位开关的安装精度特征量。通过判断限位开关的安装精度特征量是否小于预设限位开关的安装精度特征量来判断限位开关是否安装正确，如果限位开关的安装精度特征量小于预设限位开关的安装精度特征量，则证明限位开关安装正确；如果限位开关的安装精度特征量不小于预设限位开关的安装精度特征量，则证明限位开关安装不正确。能够更准确的判断限位开关的安装是否正确，提高了判断过程的安全性和可靠性。
122.需要说明的是，一个桨叶中，限位开关在3度、88度(或者85度)、91度都有，本发明中只选取其中一个限位开关进行说明，当然所有限位开关都需要保证安装正确。例如，若限位开关的基准预设角度θ为3度，如果限位开关的标准行程是2.5度-3.5度，如果测得的第一位置值θ1为3.5度，第二位置值θ2为2.5度，而第三位置值θ3为2.6度，第四位置值θ4为3.6度，那么根据计算限位开关的安装精度特征量＝|1.1/-0.9|*|((3.5+2.5)
123./2-3+(3.6+2.6)/2-3)|≈0.12，假设此时预设限位开关的安装精度特征量为0.1，则此时限位开关的安装精度特征量不小于预设限位开关的安装精度特征量，判定限位开关安装不正确；如果测得的第一位置值θ1为3.5度，第二位置值θ2为2.5度，而第三位置值θ3为2.5度，第四位置值θ4为3.5度，那么根据计算限位开关的安装精度特征量＝|1/-1|*|((3.5
+2.5)
124./2-3+(3.5+2.5)/2-3)|＝0，假设此时预设限位开关的安装精度特征量为0.1，则此时限位开关的安装精度特征量小于预设限位开关的安装精度特征量，判定限位开关安装正确。
125.还需要说明的是，每个限位开关都对应一个传感器，传感器的作用主要是为了桨叶在变浆过程中经过限位开关时进行触发，例如：限位开关本身安装位置θ，从大角度向小角度变桨：靠近限位开关时，传感器对限位开关状态反馈由false变为true，记录触发值θ1；远离限位开关时，传感器对限位开关状态反馈由true变为false，记录触发值θ2；从小角度向大角度变桨：靠近限位开关时，传感器对限位开关状态反馈由false变为true，记录触发值θ3；远离限位开关时，传感器对限位开关状态反馈由true变为false，记录触发值θ4；桨叶在变浆过程中触发限位开关的示意图如图3所示。
126.作为一种优选地实施例，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
127.控制n个桨叶以正常运行模式运行和/或以正常停机模式运行和/或以紧急停机模式运行；
128.获取n个桨叶在正常运行模式运行时的第一速度和/或在正常停机模式运行时的第二速度和/或在紧急停机模式运行时的第三速度；
129.判断第一速度和预设第一速度是否相等和/或判断第二速度和预设第二速度是否相等和/或判断第三速度和预设第三速度是否相等；
130.若第一速度和预设第一速度相等和/或第二速度和预设第二速度相等和/或第三速度和预设第三速度相等，则判定n个桨叶运行正常，并进入确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
131.本发明中，因为桨叶在变浆时以三种模式运行，分别为以正常运行模式运行、以正常停机模式运行及以紧急停机模式运行。在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还需要根据桨叶的速度判断桨叶是否运行正常。判断桨叶在三种模式下运行的速度是否与三种模式下的预设速度相等，如果桨叶在三种模式下运行的速度均与三种模式下的预设速度相等，则证明桨叶运行正常；如果桨叶在三种模式下运行的速度有一个与三种模式下的预设速度不相等，则证明桨叶运行不正常。能够准确地判断桨叶的运行是否正常，提高了判断过程的准确性。
132.需要说明的是，桨叶正常运行时，桨叶以三个速度运行：1)正常运行变桨速度；2)正常停机变桨速度；3)紧急停机变桨速度；正常运行变桨速度，指风电发电机组处于恒转速控制区域时，为保证转速稳定，通过变桨调节整机风能吸收，使得转速稳定时的变桨速度。通常，正常运行变桨速度值为
±4°
；正常停机变桨速度，机组触发一般故障，执行正常停机时的变桨速度。通常，正常停机速度为
±5°
。紧急停机变桨速度，机组触发急停故障，执行紧急停机时的变桨速度。通常，紧急停机速度为
±
7。
133.在实际应用中，测试过程如下：
134.1)桨叶在0-89
°
之间往复运行并执行正常运行模式时；
135.控制器执行周期为10ms，即每秒可执行100次。初始状态时，变桨系统位于89
°
，然后每个执行周期，变桨角度指令值按正常运行速度/100的水平减小，即-4
°
/100每周期,向0°
方向变化。当变桨角度指令达到0度，再以4
°
/100每周期，向89
°
变化。判断获取到的桨叶的速度是否与预设速度相等。
136.2)往复运行过程中，执行正常停机模式时；
137.正常运行过程中，以5
°
/100每周期，向89
°
变化。判断获取到的桨叶的速度是否与预设速度相等。
138.3)往复运行过程中，执行紧急停机模式时；
139.正常运行过程中，以7
°
/100每周期，向89
°
变化。判断获取到的桨叶的速度是否与预设速度相等。
140.作为一种优选地实施例，桨叶位置同步判断还包括plc设备，用于基于处理器的控制对桨叶的变桨进行控制，并将桨叶的位置和速度发送至处理器；
141.在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
142.判断自身与plc设备的通讯是否正常；
143.若是，则进入确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
144.本发明中，因为plc设备的作用是基于处理器的控制对桨叶的变桨进行控制，并将桨叶的位置和速度发送至处理器，所以处理器在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前需要先判断自身与plc设备的通讯是否正常，如果自身与plc设备的通讯正常，则正常确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和。提高了判断过程的可靠性和安全性。
145.需要说明的是，在实际应用中处理器判断自身与plc设备的通讯是否正常的方式可以为使用心跳信号判断。例如：处理器与plc设备相互发送在高、低电平以20ms为周期往复变化的信号，若处理器接收到plc设备传来的5个以上电平变化，则判定处理器与plc设备之间通讯正常。若持续500ms处理器接收到plc设备传来的电平不变化，则判定处理器与plc设备之间通讯不正常。
146.在实际应用中，如果处理器判定自身与plc设备的通讯不正常，则可以控制告警模块发出对应的告警提醒用户，更便于后续对处理器与plc设备通讯异常的维护。
147.作为一种优选地实施例，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
148.确定安全链的状态，安全链的状态包括：安全链闭合状态和安全链断开状态；
149.根据安全链的状态判断安全链是否发生故障；
150.若否，则进入确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
151.需要说明的是，在风力发电机组中，安全链是确保风机安全的最高层的防护措施，它是独立于计算机系统的软硬件保护措施。采用反逻辑设计，将可能对风力发电机组造成严重损害的故障节点串联成一个回路，该回路主要包括:紧急停机按钮(塔底主控制柜)、发电机过速、扭缆开关、变桨系统安全链信号、紧急停机按钮(机舱控制柜)、振动开关、主轴过速模块、24v电源失电、并网开关闭合信号、控制模块运行状况以及主线路闭合信号。一旦其中的一个节点断开，将引起整条回路断电，机组立刻即紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，并使主控系统和变桨系统处于断开状态，从而最大限度地保证机组的安全。如果故障
节点得不到恢复，整个机组的正常的运行操作都不能实现。
152.本发明中，确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，需要保证安全链处于安全联闭合状态，因为如果安全链处于安全链断开状态，风力发电机组就不能正常工作，也就无法正常确定n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和，导致无法对桨叶位置是否同步进行判断。提高了判断过程的可靠性和安全性。
153.在实际应用中，如果判定安全链处于安全链断开状态，可以控制告警模块发出对应的告警提醒用户，更便于后续对安全链故障的维护。
154.作为一种优选地实施例，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：
155.获取n个桨叶的变桨电流；
156.判断各变桨电流是否均小于预设变桨电流；
157.若是，则进入确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。
158.本发明中，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，需要保证控制n个桨叶的变桨电流在一定范围以内，所以在获取到n个桨叶的变桨电流后与预设变桨电流比较，根据比较结果判断变桨电流是否正常，如果正常则进入确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。提高了判断过程的安全性。
159.在实际应用中，如果变桨电流的检测结果不正常，可以控制告警模块发出对应的告警提醒用户，更便于后续对变桨电流异常的维护。
160.请参照图4，图4为本发明提供的一种桨叶位置同步判断装置的结构示意图。该装置包括：
161.存储器20，用于存储计算机程序；
162.处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的桨叶位置同步判断方法的步骤。
163.本实施例提供的桨叶位置同步判断装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
164.其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(central processing unit，cpu)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图像处理器(graphics processing unit，gpu)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(artificial intelligence，ai)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
165.存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多
个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的桨叶位置同步判断方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括windows、unix、linux等。数据203可以包括但不限于桨叶位置同步判断方法等。
166.在一些实施例中，桨叶位置同步判断装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
167.本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构并不构成对桨叶位置同步判断装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
168.本实施例提供的桨叶位置同步判断装置，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果，因此桨叶位置同步判断装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
169.本发明还提供了一种桨叶系统对应的实施例，包括如上述的桨叶位置同步判断装置和n个桨叶，桨叶位置同步判断装置与n个桨叶连接，n为不小于2的整数。
170.本实施例提供的桨叶系统，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果，因此桨叶系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
171.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
172.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种桨叶位置同步判断方法，其特征在于，应用于桨叶位置同步判断装置中的处理器，包括：确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和，n为不小于2的整数；确定当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和；根据所述位置偏差总和和所述速度偏差总和判断n个所述桨叶位置是否同步。2.如权利要求1所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，根据所述位置偏差总和和所述速度偏差总和判断n个所述桨叶位置是否同步，包括：将当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和与当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和相乘得到n个所述桨叶的位置偏差与速度偏差特征值；判断所述位置偏差与速度偏差特征值是否小于预设特征值；若是，则判定n个所述桨叶位置同步；若否，则判定n个所述桨叶位置不同步。3.如权利要求1所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，在根据所述位置偏差总和和所述速度偏差总和判断n个所述桨叶位置是否同步之前，还包括：对所述位置偏差总和及所述速度偏差总和分别进行低通滤波。4.如权利要求3所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，对所述位置偏差总和及所述速度偏差总和分别进行低通滤波，包括：根据当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及第一预设滤波关系式得到低通滤波后的位置偏差总和；根据当前周期中n个所述桨叶中的任意两个桨叶之间的速度偏差总和及第二预设滤波关系式得到低通滤波后的速度偏差总和；所述第一预设滤波关系式为：低通滤波后的位置偏差总和＝当前周期的位置偏差总和*1/5+上一周期的位置偏差总和*4/5；所述第二预设滤波关系式为：低通滤波后的速度偏差总和＝当前周期的速度偏差总和*1/5+上一周期的速度偏差总和*4/5。5.如权利要求1所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：确定与n个所述桨叶一一对应的限位开关的位置；基于各所述限位开关的位置判断各所述限位开关的安装是否均正确；若是，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。6.如权利要求5所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，所述限位开关的安装位置为基准预设角度θ，基于各所述限位开关的位置判断各所述限位开关的安装是否均正确，包括：控制n个所述桨叶均从第一预设角度向第二预设角度变浆，并从所述第二预设角度向所述第一预设角度变浆，所述第一预设角度＞所述基准预设角度θ＞所述第二预设角度；
对于任意一个桨叶，在所述桨叶从所述第一预设角度向所述第二预设角度变浆过程中，通过编码器依次获取所述桨叶对应的限位开关的第一位置值θ1和第二位置值θ2，以及在所述桨叶从所述第二预设角度向所述第一预设角度变浆过程中，通过所述编码器依次获取所述桨叶对应的限位开关的第三位置值θ3和第四位置值θ4；根据所述第一位置值θ1、所述第二位置值θ2、所述第三位置值θ3、所述第四位置值θ4、所述基准预设角度θ及限位开关偏移最大值关系式得到所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值；根据所述第一位置值θ1、所述第二位置值θ2、所述第三位置值θ3、所述第四位置值θ4、所述基准预设角度θ及限位开关偏移最小值关系式得到所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值；所述限位开关偏移最大值关系式为：所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值＝max(θ1-θ+θ4-θ，θ2-θ+θ3-θ)；所述限位开关偏移最小值关系式为：所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值＝min(θ1-θ+θ4-θ，θ2-θ+θ3-θ)；根据所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值、所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值、所述第一位置值θ1、所述第二位置值θ2、所述第三位置值θ3、所述第四位置值θ4、所述基准预设角度θ及限位开关安装精度关系式得到所述限位开关的安装精度特征量；所述限位开关安装精度关系式为：所述限位开关的安装精度特征量＝|所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最大值/所述限位开关在所述第一预设角度和所述第二预设角度时的偏移最小值|*|((θ1+θ2)/2-θ+(θ3+θ4)/2-θ)|；判断所述限位开关的安装精度特征量是否小于预设限位开关的安装精度特征量；若是，则判定所述限位开关安装正确；若否，则判定所述限位开关安装不正确。7.如权利要求1所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：控制n个所述桨叶以正常运行模式运行和/或以正常停机模式运行和/或以紧急停机模式运行；获取n个所述桨叶在正常运行模式运行时的第一速度和/或在正常停机模式运行时的第二速度和/或在紧急停机模式运行时的第三速度；判断所述第一速度和预设第一速度是否相等和/或判断所述第二速度和预设第二速度是否相等和/或判断所述第三速度和预设第三速度是否相等；若所述第一速度和所述预设第一速度相等和/或所述第二速度和所述预设第二速度相等和/或所述第三速度和所述预设第三速度相等，则判定n个所述桨叶运行正常，并进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。8.如权利要求1所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，所述桨叶位置同步判断还
包括plc设备，用于基于所述处理器的控制对所述桨叶的变桨进行控制，并将所述桨叶的位置和速度发送至所述处理器；在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：判断自身与所述plc设备的通讯是否正常；若是，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。9.如权利要求1所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：确定安全链的状态，所述安全链的状态包括：安全链闭合状态和安全链断开状态；根据所述安全链的状态判断所述安全链是否发生故障；若否，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。10.如权利要求1所述的桨叶位置同步判断方法，其特征在于，在确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和之前，还包括：获取n个所述桨叶的变桨电流；判断各所述变桨电流是否均小于预设变桨电流；若是，则进入所述确定当前周期中n个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和的步骤。11.一种桨叶位置同步判断装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述的桨叶位置同步判断方法的步骤。12.一种桨叶系统，其特征在于，包括如权利要求11所述的桨叶位置同步判断装置和n个桨叶，所述桨叶位置同步判断装置与n个所述桨叶连接，n为不小于2的整数。

技术总结
本发明公开了一种桨叶位置同步判断方法、装置及桨叶系统，涉及桨叶同步领域，如果N个桨叶的位置同步，那么当前周期中N个桨叶的位置和速度需要基本保持一致。所以先对当前周期中N个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和进行确定，然后基于确定的N个桨叶中的任意两个桨叶之间的位置偏差总和及速度偏差总和就能够判断出N个桨叶的位置是否同步。能够准确及时的判断N个桨叶是否同步，并且不需要借助技术人员进行操作，降低了误差。降低了误差。降低了误差。


技术研发人员：雷春宇 周会武 刘杰 刘欢 余长洲 杨泽桐 杨建
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团海装风电股份有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/5/17