CN108005848A - 基于sma差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统包括风力机、信号传输与处理装置、变桨控制装置和变桨执行装置。风力机叶片的上层和下层均铺设有形状记忆合金SMA材料，位于同一叶片上的上、下层间的SMA材料通过导线连接；风力机叶片产生叶片尖部的挥舞位移时，设置在叶片上、下层间的SMA材料产生差压，输出电压信号，信号传输与处理装置对电压信号进行处理，处理后的电压信号被传输至变桨控制装置，变桨控制装置对处理后的电压信号进行判断并根据判断结果向变桨执行装置发送控制指令，实现对风力机叶片变桨角的控制。本申请的系统可降低风力机叶片共振抑制的滞后性，简化挥舞共振检测实施过程，增大叶片挥舞共振检测的灵敏度和精确度。
Description
技术领域
本发明属于风力发电机控制技术领域，具体地说，涉及一种基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统。
背景技术
近年来，新能源技术得到了很大的发展，尤其是风能技术和风能捕获机械方面。风力机在外力作用下或发生共振，一旦风力机发生共振，则会在极短时间内对风力机造成极大的损坏。共振发生的一般是原因为：在恒风源作用力激励下，风力机的固有频率与外作用力固有频率接近时，振幅陡然增大。
在这种条件下一般考虑气动力作为主要外作用力，因气动载荷为叶片所承担的主要载荷来源，且方向和大小容易突变，很难定性分析，很容易发生外载荷频率与叶片激振频率或某阶固有频率相近的情况，一旦发生这种情况叶片就会发生共振，共振时叶片振幅急剧增大，极易致使叶片损坏。所以如何避免风力机叶片在外载荷作用下发生共振，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供了一种基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统，以以减少叶片振动抑制时的滞后性，简化挥舞共振发生时位移检测的实施过程，增大叶片挥舞共振位移检测时的灵敏度和精确度。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统，其特征在于，包括：风力机、信号传输与处理装置、变桨控制装置和变桨执行装置；
所述风力机包括塔架、设置在塔架上方的机舱、设置在机舱前端的轮毂及设置在轮毂外侧且沿轮毂均布的多个智能叶片；机舱内设置有减速器和发电模块，使用过程中，风作用在智能叶片上，为智能叶片提供升力使得智能叶片旋转，进而带动轮毂转动，轮毂内的主轴连接机舱内的发电模块进行发电；各智能叶片的上层和下层均铺设有形状记忆合金SMA材料，位于同一智能叶片上的上、下层间的SMA材料通过导线连接；
风力机的各智能叶片在气动力作用下产生叶片尖部的挥舞位移时，设置在各智能叶片的上、下层间的SMA材料产生差压，信号传输与处理装置接收来自SMA材料的电压信号并对所述电压信号进行处理，处理后的电压信号被传输至变桨控制装置，变桨控制装置对处理后的电压信号进行判断，并根据判断结果向变桨执行装置发送相应的控制指令，通过变桨执行装置对各智能叶片的变桨角实现控制。
如上所述的智能变桨系统，其中，各智能叶片的结构为空腔蒙皮结构，各智能叶片上还铺设有作为基体的复合材料，复合材料选用玻璃纤维增强树脂，各智能叶片上的复合材料均铺设有多层，铺层方式为CUS周向均匀对称刚度分布方式，铺层角选取θ＝45°～55°。
如上所述的智能变桨系统，其中，所述SMA材料夹设在复合材料的中间位置处，在智能叶片上下方对称阵列分布，SMA材料体积占智能叶片环状分布区域实体体积百分之三十，且SMA材料沿智能叶片的展长方向分布，SMA材料的长度占智能叶片总长的90％。
如上所述的智能变桨系统，其中，所述信号传输与处理装置包括SMA差分电路、IsoVuTm传感接收器和滤波放大模块；SMA差分电路设置在各智能叶片的过渡部分的中部，用于接收来自SMA材料的电压信号，并进行初步运算处理计算出电压差，并将压差信号传输至设置在各智能叶片的叶根部的IsoVuTm传感器；IsoVuTm传感器将SMA差分电路传输过来的压差信号通过光纤传输至滤波放大模块，滤波放大模块设置在轮毂内，滤波放大模块对压差信号进行噪声滤波和信号放大处理。
如上所述的智能变桨系统，其中，所述变桨控制装置中存储有用于比对判断所述处理后的电压信号是否正常的设定值和额定值，若所述处理后的电压信号大于所述设定值，则变桨控制装置判定智能叶片挥舞位移过大，并向变桨执行装置发送变桨信号；若所述处理后的电压信号持续且大于所述额定值，则变桨控制装置判定智能叶片产生振幅不衰减的挥舞颤振，并向变桨执行装置发送变桨信号；若所述处理后的电压信号小于所述额定值和设定值，则变桨控制装置判定智能叶片挥舞位移正常，变桨控制装置不，向变桨执行装置发送变桨信号。
如上所述的智能变桨系统，其中，所述变桨执行装置包括编码器、伺服电机和独立变桨机构，每个智能叶片对应设置一套独立变桨机构，变桨控制装置发送的控制指令被传输至编码器，编码器发送电脉冲至伺服电机使伺服电机动作，各所述独立变桨机构均包括主动齿轮和内齿圈，主动齿轮与伺服电机的输出轴相连，内齿圈设置在轮毂内，固定在轮毂根部，且内齿圈与所述主动齿轮啮合传动，伺服电机通过主动齿轮带动内齿圈转动，从而带动智能叶片转动。
如上所述的智能变桨系统，其中，各内齿圈的一侧均设置有非接触式位移传感器，非接触式位移传感器用于检测内齿圈转动的角度，以确定各智能叶片变桨角的变化；所述非接触式位移传感器与变桨控制装置相连，当编码器与非接触式位移传感器所测的数字不一致时，变桨控制装置判定伺服电机输出轴或编码器出现故障。
如上所述的智能变桨系统，其中，所述变桨执行装置还包括限位机构，限位机构包括设置在各内齿圈一侧的两个接近开关，两个接近开关的设置位置与内齿圈中心点的连线相互垂直。
如上所述的智能变桨系统，其中，所述变桨执行装置还包括制动机构，制动机构包括继电器、电磁铁和设置在各内齿圈一侧的制动齿轮；风力机正常工作时，变桨控制装置控制继电器得电，使电磁铁吸合制动齿轮，制动齿轮回缩，智能叶片正常运转；当智能叶片需要制动或智能变桨系统出现故障时，变桨控制装置控制继电器失电，电磁铁无法吸合制动齿轮，制动齿轮弹出且制动齿轮的外齿卡入内齿圈，进而阻止智能叶片的转动。
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
1、本发明采用埋设有SMA材料的智能叶片，在一定气动条件下，通过SMA材料的形变产生的电压差值间接检测智能叶片共振，通过对产生的压差信号进行信号传输和处理后，若判断为共振发生，且已持续而可能带来破坏性，则驱动变桨。压差信号的后处理过程及其调试过程简单易实现，且受环境影响小(比如能自动屏蔽外来磁场以避免触发误动作)，因风力机工作地理位置的考虑，且智能叶片为柔性体，服役时间较长，需叶片材料具有较好的疲劳特性和抗腐蚀性，本发明所用材料正满足此要求；且SMA材料在外力卸载之后，因本身的弹性伪变形效应，弹性形变能够快速且完全恢复，这是与传统材料的弹性本质不同；又因叶片内嵌材料更换费用很高，所以采用SMA材料能够极大降低材料损耗成本。所以利用SMA材料内嵌的有利之处尤为突出。
2、本发明中的变桨控制装置通过处理SMA材料的差分电压信号，能够及时检测智能叶片的共振而精确判断是否需要驱动变桨。与现有技术中需要在叶片表面设置传感器相比，本发明中的结构设计不影响叶片的整体结构和气动外形，本专利采用内置SMA材料感知共振，通过差分电路传输电压至IsoVuTm传感器，属于非接触测量，简单易行且增强了反馈信号和信噪比，可靠性高，控制简单。可通过减少共振失效概率而延长叶片的使用寿命，从而减少了成本。
3、本发明基于叶片挥舞共振抑制，其不同于传统的最大功率获取的恒速或者是恒功率运行的基础上的设计原则，本发明是叶片共振主动抑制的一种新方法和新思路，其不但提出了一种SMA材料的埋设和电压信号通过差分电路反馈的方法，而且还构建了一种能够及时检测叶片挥舞共振从而迅速使叶片变桨的有反馈的变桨系统，减少了叶片振动抑制时的滞后性，简化了挥舞共振检测的实施过程，增大了叶片挥舞共振检测时的灵敏度和精确度，降低了外载荷。
4、本发明中SMA材料所反馈的电压信号通过差分电路行成和发射，不需要接入外部电源，节省了能源，简化了结构。而且，本发明中的变桨驱动采用交流伺服电机，可以精准的将电脉冲信号转换为叶片转角，控制稳定。此外，不同于现有技术中的直流电机或液压系统控制，本发明采用的伺服电机可以提供较大的功率，也不会存在液压系统容易出现漏油的现象。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的风力机的整体结构示意图；
图3为本发明实施例的智能叶片的翼型截面参量示意图；
图4为本发明实施例的智能叶片的结构示意图；
图5为本发明实施例的智能叶片的截面示意图；
图6为本发明实施例的截面SMA材料埋设位置示意图；
图7为本发明实施例的差分电路组成示意图。
图8为本发明实施例的电压信号的传输流程图；
图9为本发明实施例的控制流程图；
图10为本发明实施例的独立变桨机构的示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
图1为本发明实施例的基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统的结构示意图。参考图1所示，本发明实施例的基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统包括：风力机、信号传输与处理装置、变桨控制装置和变桨执行装置。其中，风力机包括塔架、设置在塔架上方的机舱、设置在机舱前端的轮毂及设置在轮毂外侧且沿轮毂均布的多个智能叶片；机舱内设置有减速器和发电模块，使用过程中，风作用在智能叶片上，为智能叶片提供升力使得智能叶片旋转，进而带动轮毂转动，轮毂内的主轴连接机舱内的发电模块进行发电；各智能叶片的上层和下层均铺设有形状记忆合金SMA材料，位于同一智能叶片上的上、下层间的SMA材料通过导线连接；风力机的各智能叶片在气动力作用下产生叶片尖部的挥舞位移时，设置在各智能叶片的上、下层间的SMA材料产生差压，信号传输与处理装置接收来自SMA材料的电压信号并对电压信号进行处理，处理后的电压信号被传输至变桨控制装置，变桨控制装置对处理后的电压信号进行判断，并根据判断结果向变桨执行装置发送相应的控制指令，通过变桨执行装置对各智能叶片的变桨角实现控制。
下面给出具体的应用实施例，本实施例中，变桨控制装置包括西门子PAC，西门子PAC用于对处理后的电压信号进行判断，并根据判断结果向变桨执行装置发送相应的控制指令，通过变桨执行装置对各智能叶片的变桨角实现控制。参考图2至图10所示，风力机包括塔架4、设置在塔架4上方的机舱3、设置在机舱3前端的轮毂2及设置在轮毂2外侧且沿轮毂2均布的三个智能叶片1。机舱3内设置有减速器和发电模块，使用过程中，风作用在智能叶片1上，为智能叶片1提供升力使得智能叶片旋转，进而带动轮毂2转动，轮毂2内的主轴连接机舱3内的发电模块进行发电。各智能叶片1的上层和下层均铺设有SMA材料，位于同一智能叶片1上的上、下层间的SMA材料分别通过导线相连，上下两组各自并联的SMA材料组成差分电路。SMA材料全称为形状记忆合金。SMA材料在恒风源，风频率无选择性的情况下，在持续共振发生时温度会升高，此时上下两组并联SMA材料产生电压，并且两组材料的电压值不同，存在压差，上下层的电压分别为G1和G2，两电压的电压差为G，此压差即共振反馈电压，共振反馈电压通过差分电路传输到与之相连的电压接收装置IsoVuTm传感器，通过共振反馈电压，西门子PAC控制器可以精准确定SMA材料和共振之间的关系。
更具体的，各智能叶片1的结构为空腔蒙皮结构，为增强蒙皮的强度和刚度，各智能叶片1上还铺设有复合材料，复合材料选用玻璃纤维增强树脂，铺层方式为CUS周向均匀对称刚度分布方式，铺层角选取θ＝45°～55°(此为必须选择，否则输出差压信号不稳定)。各智能叶片1上的复合材料均铺设有四层。
各智能叶片1的结构为空腔蒙皮结构，为增强蒙皮的强度和刚度，各智能叶片1上还铺设有复合材料，复合材料选用玻璃纤维增强树脂，铺层方式为CUS周向均匀对称刚度分布方式，铺层角选取θ＝45°～55°(此为必须选择，否则输出差压信号不稳定)。各智能叶片1上的复合材料均铺设有四层。
SMA材料夹设在复合材料的当中，在复合材料的中间位置处，在智能叶片上下方对称阵列分布，SMA材料体积占智能叶片环状分布区域实体体积百分之三十，各SMA材料沿智能叶片1的展长方向分布，各SMA材料的长度占智能叶片总长的90％。具体地来说，各智能叶片1均包括依次相连的叶根部分13、过渡部分14和气动部分15，SMA材料的分布从叶根部分13开始到气动部分结束，且SMA材料在智能叶片1上的上铺设面16与在同一智能叶片1上的下铺设面17以智能叶片1的弦线为参考上下对称分布。SMA在叶片中的埋设方式具体如图6所示，SMA材料19埋设在叶片上下两层的材料埋设位置18中，上下两层中的多根SMA材料各自并联组成两组电路。单根SMA材料的直径d为：d＝h/3，h的几何尺寸如图6中所示为叶片层厚度20。SMA材料埋设体积Vs为：Vs＝V环/3，V环为图6中所示SMA材料埋设带状环总体积21。
智能叶片1受气动力作用产生挥舞共振位移，即智能叶片1在与旋转平面相垂直的平面上做前后振动方向发生共振。共振检测的条件为：SMA材料在恒风源，风频率无选择性情况下，在共振持续发生时会发生升温现象，此时上铺设面16和下铺设面17中的两组并联SMA材料产生电压，并且两组材料的电压值不同，存在压差，此压差即共振反馈电压。
图3示出了智能叶片截面参量示意图，当风速8作用在智能叶片1上时，为智能叶片1提供气动力，在产生气动力的同时智能叶片1本身发生气动弹性变形反过来影响气动力作用，气动力包括如图所示的气动升力5和气动阻力6，智能叶片1在图示的旋转平面7内转动，与旋转平面7相垂直的方向为挥舞位移方向，智能叶片1的转速方向10和风速8的矢量和为相对风速，表示为相对风速角9，智能叶片1偏离旋转平面7的角即为变桨角12，通过改变变桨角12将影响攻角11以及气动升力5和气动阻力6，进而降低风的作用力，减少挥舞共振，起到叶片保护的作用。
各智能叶片1在气动力作用下产生挥舞共振位移时，信号传输与处理装置用于接收设置在各智能叶片1的上、下铺设面间的SMA材料产生的压差信号并对该电压信号进行处理，处理后的电压信号被传输至变桨控制装置，变桨控制装置包括西门子PAC，西门子PAC用于对处理后的电压信号进行判断，并根据判断结果向变桨执行装置发送相应的控制指令，通过变桨执行装置对各智能叶片1的变桨角实现控制。
具体地来说，信号传输与处理装置包括负责电压收集和发送的差分电路、IsoVuTm传感器和滤波放大模块。差分电路设置在各智能叶片1的过渡部分的中部，用于接收来自SMA材料的电压信号，并进行初步运算处理计算出电压差，并将该压差信号传输至设置在各智能叶片1的叶根部13的IsoVuTm传感器，IsoVuTm传感器将差分电路传输过来的电压信号通过光纤传输至滤波放大模块，滤波放大模块设置在轮毂2内，滤波放大模块对压差信号进行噪声滤波和信号放大处理。需要说明的是，差分电路包括上下SMA材料分别并联的两部分电路，该差分信号为上下两部分电路的端点电压的电压差值。差分电路为无源电路，电压来自SMA材料在上述条件下共振时自身产生的电压，差分电路仅做初步差值运算处理，所以其无需外部电源输入。
如上的智能变桨系统，其中，变桨控制装置中存储有用于比对判断处理后的电压信号是否正常的设定值和额定值，若处理后的电压信号大于设定值，则变桨控制装置判定智能叶片挥舞位移过大，并向变桨执行装置发送变桨信号；若处理后的电压信号持续且大于额定值，则变桨控制装置判定智能叶片产生振幅不衰减的挥舞颤振，并向变桨执行装置发送变桨信号；若处理后的电压信号小于额定值和设定值，则变桨控制装置判定智能叶片挥舞位移正常，变桨控制装置不，向变桨执行装置发送变桨信号。
具体的，变桨控制装置还包括A/D转换器和D/A转换器，A/D转化器与滤波放大模块相连，经滤波放大模块处理后的电压信号通过A/D转换器将模拟量信号转化为西门子PAC能够识别的数字量信号，西门子PAC向变桨执行装置发送控制指令时，该指令以数字量信号的模式经D/A转换器转换为模拟量信号来操纵变桨执行装置。
西门子PAC设置在电气板27上，便于散热。电气板安装在轮毂内部。西门子PAC中存储有用于比对判断处理后的电压信号是否正常的设定值。
若处理后的电压信号大于设定值，则西门子PAC判定智能叶片1挥舞方向发生共振，并向变桨执行装置发送变桨信号，通过改变智能叶片1转角以减小气动载荷；
若处理后的电压信号小于设定值，则西门子PAC判定智能叶片1挥舞位移正常，西门子PAC不会向变桨执行装置发送变桨信号，也就是无动作。
变桨执行装置包括编码器、伺服电机和独立变桨机构，一个智能叶片1对应设置一套独立变桨机构，西门子PAC发送的控制指令被传输至编码器，编码器发送电脉冲至伺服电机使伺服电机动作，各独立变桨机构均包括主动齿轮22和内齿圈23，主动齿轮22与伺服电机的输出轴相连，内齿圈23设置在轮毂2内且内齿圈23与主动齿轮22啮合传动，伺服电机通过主动齿轮22带动内齿圈23转动，从而带动智能叶片1偏转。每支叶片根部都和其对应的一个内齿圈刚性连接。
各内齿圈23的一侧均设置有非接触式位移传感器24，非接触式位移传感器24用于检测内齿圈23转动的角度，以确定各智能叶片1变桨角的变化。非接触式位移传感器24与西门子PAC相连。当检测到智能叶片1偏转至指定角度后，西门子PAC控制变桨执行装置停止动作。
西门子PAC依据编码器所测的位移值进行控制，非接触式位移传感器24作为冗余控制的参考值，直接反映叶片变桨角12的变化。当编码器与非接触式位移传感器所测的数字不一致时，西门子PAC判定伺服电机输出轴或编码器出现故障。
变桨执行装置还包括限位机构，限位机构包括设置在各内齿圈23一侧的两个接近开关25，两个接近开关25的设置位置与内齿圈23中心点的连线相互垂直。
变桨执行装置还包括制动机构，制动机构包括继电器、电磁铁和设置在各内齿圈23一侧的制动齿轮26。风力机正常工作时，西门子PAC控制继电器得电，使电磁铁吸合制动齿轮26，制动齿轮26回缩，智能叶片1正常运转；当智能叶片1需要制动或智能变桨系统出现故障时，西门子PAC控制继电器失电，电磁铁无法吸合制动齿轮26，制动齿轮26弹出且制动齿轮26的外齿卡入内齿圈23，从而阻止了智能叶片1的转动。继电器固定在电气板27上，也就是固定在轮毂2内部，继电器通过导线与控制器相连。继电器控制电磁铁的运动，电磁铁外端与制动齿轮26相连，当继电器得电时，电磁铁吸合，制动齿轮26收缩不起作用，当风力机故障失电或者控制器发出制动信号时，使得继电器失电而放出电磁铁外端的制动齿轮26，制动齿轮随与内齿圈23啮合但是制动齿轮26并不转动，所以使得与内齿圈23相连的叶片制动。
综上所述，本发明公开的基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统包括智能叶片及变桨部分，智能叶片内均铺设有可以在一定条件下感应叶片挥舞共振的SMA材料；变桨部分包括信号传输与处理装置、变桨控制装置及变桨执行装置。智能叶片在持续产生叶片挥舞方向共振时，SMA材料因其本身材料特性而产生差压信号，信号传输与处理装置用于接收该电压信号，处理后的电压信号被传输至变桨控制装置，变桨控制装置对该电压信号进行判断，并据判断结果向所述变桨执行装置发送相应控制指令，通过变桨执行装置实现智能叶片变桨控制。本发明可降低叶片共振抑制的滞后性，简化挥舞共振检测实施过程，增大叶片挥舞共振检测的灵敏度和精确度。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于SMA差压反馈的抑制风力机挥舞共振的智能变桨系统，其特征在于，包括：风力机、信号传输与处理装置、变桨控制装置和变桨执行装置；
所述风力机包括塔架、设置在塔架上方的机舱、设置在机舱前端的轮毂及设置在轮毂外侧且沿轮毂均布的多个智能叶片；机舱内设置有减速器和发电模块，使用过程中，风作用在智能叶片上，为智能叶片提供升力使得智能叶片旋转，进而带动轮毂转动，轮毂内的主轴连接机舱内的发电模块进行发电；各智能叶片的上层和下层均铺设有形状记忆合金SMA材料，位于同一智能叶片上的上、下层间的SMA材料通过导线连接；
风力机的各智能叶片在气动力作用下产生叶片尖部的挥舞位移时，设置在各智能叶片的上、下层间的SMA材料产生差压，信号传输与处理装置接收来自SMA材料的电压信号并对所述电压信号进行处理，处理后的电压信号被传输至变桨控制装置，变桨控制装置对处理后的电压信号进行判断，并根据判断结果向变桨执行装置发送相应的控制指令，通过变桨执行装置对各智能叶片的变桨角实现控制。
2.根据权利要求1所述的智能变桨系统，其特征在于，各智能叶片的结构为空腔蒙皮结构，各智能叶片上还铺设有作为基体的复合材料，复合材料选用玻璃纤维增强树脂，各智能叶片上的复合材料均铺设有多层，铺层方式为CUS周向均匀对称刚度分布方式，铺层角选取θ＝45°～55°。
3.根据权利要求2所述的智能变桨系统，其特征在于，所述SMA材料夹设在复合材料的中间位置处，在智能叶片上下方对称阵列分布，SMA材料体积占智能叶片环状分布区域实体体积百分之三十，且SMA材料沿智能叶片的展长方向分布，SMA材料的长度占智能叶片总长的90％。
4.根据权利要求1所述的智能变桨系统，其特征在于，所述信号传输与处理装置包括SMA差分电路、IsoVuTm传感接收器和滤波放大模块；SMA差分电路设置在各智能叶片的过渡部分的中部，用于接收来自SMA材料的电压信号，并进行初步运算处理计算出电压差，并将压差信号传输至设置在各智能叶片的叶根部的IsoVuTm传感器；IsoVuTm传感器将SMA差分电路传输过来的压差信号通过光纤传输至滤波放大模块，滤波放大模块设置在轮毂内，滤波放大模块对压差信号进行噪声滤波和信号放大处理。
5.根据权利要求1所述的智能变桨系统，其特征在于，所述变桨控制装置中存储有用于比对判断所述处理后的电压信号是否正常的设定值和额定值，若所述处理后的电压信号大于所述设定值，则变桨控制装置判定智能叶片挥舞位移过大，并向变桨执行装置发送变桨信号；若所述处理后的电压信号持续且大于所述额定值，则变桨控制装置判定智能叶片产生振幅不衰减的挥舞颤振，并向变桨执行装置发送变桨信号；若所述处理后的电压信号小于所述额定值和设定值，则变桨控制装置判定智能叶片挥舞位移正常，变桨控制装置不，向变桨执行装置发送变桨信号。
6.根据权利要求1所述的智能变桨系统，其特征在于，所述变桨执行装置包括编码器、伺服电机和独立变桨机构，每个智能叶片对应设置一套独立变桨机构，变桨控制装置发送的控制指令被传输至编码器，编码器发送电脉冲至伺服电机使伺服电机动作，各所述独立变桨机构均包括主动齿轮和内齿圈，主动齿轮与伺服电机的输出轴相连，内齿圈设置在轮毂内，固定在轮毂根部，且内齿圈与所述主动齿轮啮合传动，伺服电机通过主动齿轮带动内齿圈转动，从而带动智能叶片转动。
7.根据权利要求6所述的智能变桨系统，其特征在于，各内齿圈的一侧均设置有非接触式位移传感器，非接触式位移传感器用于检测内齿圈转动的角度，以确定各智能叶片变桨角的变化；所述非接触式位移传感器与变桨控制装置相连，当编码器与非接触式位移传感器所测的数字不一致时，变桨控制装置判定伺服电机输出轴或编码器出现故障。
8.根据权利要求6所述的智能变桨系统，其特征在于，所述变桨执行装置还包括限位机构，限位机构包括设置在各内齿圈一侧的两个接近开关，两个接近开关的设置位置与内齿圈中心点的连线相互垂直。
9.根据权利要求6所述的智能变桨系统，其特征在于，所述变桨执行装置还包括制动机构，制动机构包括继电器、电磁铁和设置在各内齿圈一侧的制动齿轮；风力机正常工作时，变桨控制装置控制继电器得电，使电磁铁吸合制动齿轮，制动齿轮回缩，智能叶片正常运转；当智能叶片需要制动或智能变桨系统出现故障时，变桨控制装置控制继电器失电，电磁铁无法吸合制动齿轮，制动齿轮弹出且制动齿轮的外齿卡入内齿圈，进而阻止智能叶片的转动。
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