CN112682257A - 一种风力发电机组智能偏航控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种风力发电机组智能偏航控制系统，包括主控制器、偏航控制器和多个运动控制器；主控制器用于风向监测和偏航对风角度计算，协调控制液压系统完成偏航制动器的投入和释放，并对偏航控制器下发偏航命令和接收机舱偏航运行角度进行反馈；偏航控制器执行主控制器偏航对风的命令，向运动控制器下发运动控制指令并向主控制器反馈偏航电机偏航运行的角度，请求主控制器投入或释放偏航制动器；多个运动控制器用于动态调整偏航电机输出转矩和速度，并反馈偏航电机编码器的位置信息给偏航控制器。主控制器采集风向计算对风角度并发出偏航命令，偏航控制器负责释放电机刹车，协调运动控制器实时来控制偏航电机的运动状态，完成偏航系统实时对风功能实现。

Description

一种风力发电机组智能偏航控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种风力发电机组智能偏航控制系统及控制方法。

背景技术

随着全球工业的迅速发展，各国的经济发展和能源需求矛盾日益凸显。风能作为一种储量丰富、资源分布广泛的可再生能清洁，受到了各国的高度重视。近年来，我国的风电机组装机容量保持高速增长，风力发电机组的控制技术研究也取得了蓬勃的发展。风力发电机组的偏航是实现机组对最大风能捕获的关键部件之一，偏航系统控制是风力发电机组运行控制的不可缺少的一个环节。偏航系统的功能是跟踪风向的变化，通过控制软起动器或者变频器使偏航电机工作后带动机舱旋转，尽量保证风轮旋转面与风向保持垂直状态。由于风的随机性，风向是不断变化的，偏航系统要保证风轮始终保持在迎风状态，但风向可以在瞬间变化，风电机组由于惯性和偏航速度限制，难以跟上风向的变化。偏航系统要尽量减少风力发电机组偏航对风角度偏差，由此就需要提高偏航系统工作的实时性，并且还要保证机组机械运行状态平稳。

大型风力发电机组的偏航系统结构，风力发电机组的机舱安装在偏航轴承内圈上。偏航轴承的外圈与塔架通过高强度螺栓紧固连接，机舱通过平衡分布安装的四台偏航减速器上的小齿轮与偏航轴承外圈大齿的啮合传动来完成偏航对风。在风力发电机组机舱底部外齿圈上安装的刹车盘，同时固定在塔基法兰上，偏航内齿圈与主机架连接处分布安装了若干组钳式偏航制动器。控制系统通过对偏航制动器刹车钳液压压力的控制，使得偏航制动器抱紧或松开偏航刹车盘，通过偏航制动器刹车钳和偏航刹车盘的机械摩擦提供偏航运动过程的机械阻尼力，从而阻挡机舱承受偏航水平方向风的推力，保证机舱稳定偏航。在风向与风力发电机组风轮轴线偏离足够大的角度时，主控系统会通过控制软起动或者变频器启动偏航电机工作，使偏航减速器沿着偏航轴承大齿圈运动，带动机舱调整到对风状态，从而实现风力发电机组偏航对风。目前偏航系统技术方案中，偏航系统对风是被动的偏航对风。机舱的偏航对风角度发生偏离后，主控系统计算角度偏差足够大，才会通过控制软起动或者变频器启动偏航电机工作，由于要克服风的推力和偏航刹车较大的静摩擦力，电机在启停过程中承受较大的冲击。机舱在沿偏航方向会受到来自风的推力，为了保证偏航过程的风力发电机组稳定，偏航系统需要投入一定偏航压力，使偏航制动器与偏航刹车盘之间保持一定压力，利用机械摩擦为机舱偏航过程提供一定机械阻尼力。由此在偏航过程中偏航刹车盘与偏航制动器之间产生的滑动摩擦引起很大的机械磨损、振动和噪音问题。尤其是在风力发电机组长期运行过程中，产生制动器漏油、刹车钳摩擦片磨损严重、刹车盘污染或被刮伤，偏航过程产生噪音和振动等常见故障。同时，偏航电机的启停控制引起偏航减速器齿轮与偏航轴承大齿产生很大程度的机械冲击。偏航控制系统对于偏航电机的启停控制属于粗狂的启停控制，对于偏航系统齿轮间存在的啮合间隙冲击，缺少精确动态调整的控制算法和执行单元，更不具备对偏航阻尼力矩的调控能力。随着风力发电机组运行时间的增加，传统偏航系统及偏航控制系统方案的机组发生偏航故障问题日趋突出，风力发电机组的运行维护成本也明显增加。

因此研究一种智能偏航控制系统，达到尽可能的实时对风，提高风电机组的发电效率，同时减少机械摩擦降低机组的机械故障，从而提升风电机组的偏航对风的精确性，增加风力发电机组发电量，使产品更具竞争力。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种风力发电机组智能偏航控制系统及控制方法。本发明中由主控制器采集风向计算对风角度，并发出偏航命令，由偏航控制器负责释放电机刹车，协调运动控制器实时来控制偏航电机的运动状态，从而完成偏航系统的实时对风功能实现。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明的第一方面公开了一种风力发电机组智能偏航控制系统，包括主控制器、偏航控制器和多个运动控制器；

所述主控制器用于风向监测和偏航对风角度计算，协调控制液压系统完成偏航制动器的投入和释放，并对偏航控制器下发偏航命令和接收机舱偏航运行角度进行反馈；

所述偏航控制器用于执行主控制器偏航对风的命令，向运动控制器下发运动控制指令并向主控制器反馈偏航电机偏航运行的角度，请求主控制器投入或释放偏航制动器，还用于对偏航电机电磁刹车的投入和释放，以及完成偏航电机绕组加热器的启停控制；

所述多个运动控制器用于动态调整偏航电机输出转矩和速度，并反馈偏航电机编码器的位置信息给偏航控制器。

进一步的，所述运动控制器是4个。

进一步的，所述主控制器的偏航动作命令通过信息数据通讯发给偏航控制器，并接收该偏航控制器的信号反馈。

进一步的，所述偏航控制器执行主控制器的偏航命令时通过专用数据总线将偏航运动状态指令数据下传给运动控制器，由运动控制器直接驱动偏航电机工作并将电机运动状态数据通过主用数据总线反馈到偏航控制器。

本发明的第二方面保护一种风力发电机组的智能偏航控制方法，包括如下步骤：

步骤S100，偏航制动器零压刹车控制：释放所述偏航制动器的压力，加载电机阻尼力矩，实现偏航制动器零压刹车状态；

步骤S200，在步骤S100偏航制动器零压刹车状态下，主控制器根据风向和机舱位置计算机舱对风角度后下发偏航动作指令，偏航控制器协调运动控制器执行步骤S300偏航电机运动状态控制；

步骤S300，偏航电机的运动状态控制：偏航控制器依据风速、风向和机舱位置等工况的机舱姿态判断，协调所述四台运动控制器分别驱动电机输出不同的转矩和转速，完成对偏航电机运动状态的控制。

进一步的，所述步骤S100包括如下步骤：

步骤S110：在风力发电机组的主控制器完成初始化后，所述主控制器采集风向数据并计算偏航对风角度，同时所述主控制器监测偏航控制器的工作状态，由所述偏航控制器完成初始化并打开偏航电机电磁刹车，然后向所述主控制器反馈偏航控制器和偏航电机电磁刹车状态并请求释放偏航制动器；

步骤S120：所述主控制器在接收到偏航控制器反馈的偏航电机电磁刹车打开状态信号和偏航制动器释放请求后，协调控制液压系统释放偏航制动器的压力打开刹车，同时偏航控制器使能运动控制驱动偏航电机输出转矩，提供阻尼力。

进一步的，所述步骤S200包括如下步骤：

步骤S210，主控系统根据风向数据计算对风角度，向偏航控制器下发偏航启动命令和实时偏航角度，偏航控制器关闭偏航电机绕组加热器并分别向运动控制器下发偏航运动命令；

步骤S220，各个运动控制器分别根据偏航控制器命令驱动对应偏航电机实时调整转矩和转速，来控制偏航运动并监测偏航电机运动的角度。运动控制器将电机运动的角度反馈给偏航控制器，由偏航控制器对偏航电机运动角度计算后上传主控系统偏航运动的角度和速度。

进一步的，所述步骤S300包括如下步骤：

步骤S310，偏航控制器分别向四台运动控制器下发启动命令，运动控制器驱动电机执行偏航运动；

步骤S320，通过运动控制器驱动偏航电机提供驱动力和阻尼力，并维持各工况下的动态平衡，使风力发电机组在偏航过程中具有一定的阻尼力和动态驱动力，保证偏航过程中风力发电机组的安全稳定。

进一步的，所述步骤S310中，偏航控制器根据主控制系统的风向和偏航角度信息，实时输出机舱偏航姿态调整。

进一步的，所述步骤S310中，

所述机舱偏航姿态处于第一工况机舱姿态：在机舱正对风时，维持机舱在偏航轴承平面方向的平衡稳定；

所述机舱偏航姿态处于第二工况机舱姿态：在机舱偏离风向的对风角度小于启动偏航角度时，机舱承受机舱偏航轴承平面的方向风的推力，机舱保持偏航轴承平面方向的平衡稳定；

所述机舱偏航姿态处于第三工况机舱姿态：在机舱偏离风向的对风角度大于启动偏航角度，主控制器命令机舱左右偏航动作时，偏航制动器协调驱动2台偏航电机输出阻尼力和2台偏航电机输出驱动力或驱动1台偏航电机输出阻尼力和3台偏航电机输出驱动力，四台运动控制器驱动电机分配输出阻尼力和驱动力，同时偏航控制器下达顺时针或逆时针的速度，运动控制器驱动偏航电机执行转速命令，并保持稳定平衡。

本发明的上述技术方案包括如下有益的技术效果：

1、首次利用主控制器、偏航控制器和运动控制器发明了大型风力发电机组的智能偏航控制系统，用以协调控制偏航制动器和驱动偏航电机，来完成风力发电机组的偏航对风。

2、提出的大型风力发电机组的偏航制动器在系统运行后保持零压的控制方法，用以避免偏航制动器和偏航刹车盘之间的机械摩擦、振动和噪音。依靠控制偏航电机输出阻尼力，实现了传统偏航系统无法进行零压力偏航的控制缺陷，及由此造成的传统偏航系统在偏航过程中机械摩擦力过大，刹车盘和偏航制动器刹车钳的过早磨损，偏航电机功率选型过大等问题。

3、通过主控制系统、偏航控制系统和运动控制器的协调控制，实现风力风力发电机组的偏航电机实时处于运动控制状态。

4、通过运动控制器驱动偏航电机提供驱动力和阻尼力，在风力发电机组运行的全过程维持偏航轴承平面方向的力矩平衡稳定。

附图说明

图1为本发明的智能偏航控制系统的拓扑结构图；

图2为本发明的主控系统偏航控制拓扑结构图；

图3为本发明的偏航制动器零压刹车控制方法图；

图4为本发明的偏航实时对风控制方法框图；

图5为本发明的智能偏航系统控制流程图；

图6为本发明的偏航运动控制算法流程图；

图7为本发明的智能偏航控制系统的机构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明的第一方面提供了一种风力发电机组智能偏航控制系统。如图1所示，是本发明的智能偏航控制系统的拓扑结构，如图2是主控系统偏航控制拓扑结构图。

本发明是一种适用于大型风力发电机组的智能偏航控制系统，用于控制偏航电机工作从而完成风力发电机组机舱偏航对风。该智能偏航控制系统包括主控制器、偏航控制器和多个运动控制器。具体的，所述运动控制器可以是4个。

该主控制器为风力发电机组的主控制系统，用于风向监测和偏航对风角度计算，协调控制液压系统完成偏航制动器的投入和释放，并对偏航控制器下发偏航命令和接收机舱偏航运行角度进行反馈。

该偏航控制器用于执行主控制器偏航对风的命令，向运动控制器下发运动控制指令并向主控制器反馈偏航电机偏航运行的角度，请求主控制器投入或释放偏航制动器，还用于对偏航电机电磁刹车的投入和释放，以及完成偏航电机绕组加热器的启停控制。

该四个运动控制器用于动态调整偏航电机输出转矩和速度，并反馈偏航电机编码器的位置信息给偏航控制器。

具体的，如图7所示，该主控制器为风力发电机组控制核心，主控制器的偏航动作命令通过信息数据通讯发给偏航控制器，并接收该偏航控制器的信号反馈。偏航控制器向主控制器传输的信息包括：偏航速度给定值、偏航电机频率、偏航电机温度、偏航计算速度、偏航转矩、偏航功率、偏航运行状态、偏航电机刹车反馈、偏航电机加热器启动反馈。偏航控制器执行主控制器的偏航命令时通过专用数据总线将偏航运动状态指令数据下传给运动控制器，由运动控制器直接驱动偏航电机工作并将电机运动状态数据通过主用数据总线反馈到偏航控制器。

本发明的第二方面提供了一种风力发电机组的智能偏航控制方法，具体的，对偏航电机进行实时运动控制，用于实现风力发电机组实时对风，并提高对风精度。由偏航电机提供偏航阻尼力，用于降低风力发电机组偏航过程机械摩擦力，减少偏航引起的机组振动和噪音。

本发明的风力发电机组的智能偏航控制方法具体如下：

步骤S100：偏航制动器零压刹车控制：释放所述偏航制动器的压力，加载电机阻尼力矩，实现偏航制动器零压刹车状态。

具体的，风力发电机组在运行过程中，机舱承受了风在偏航方向上的推力，如果要保证机舱在偏航对风的过程平稳，就必须要提供一定的偏航阻尼力。

步骤S110：在风力发电机组的主控制器完成初始化后，所述主控制器采集风向数据并计算偏航对风角度，同时所述主控制器监测偏航控制器的工作状态，由所述偏航控制器完成初始化并打开偏航电机电磁刹车，然后向所述主控制器反馈偏航控制器和偏航电机电磁刹车状态并请求释放偏航制动器。

步骤S120：所述主控制器在接收到偏航控制器反馈的偏航电机电磁刹车打开状态信号和偏航制动器释放请求后，协调控制液压系统释放偏航制动器的压力打开刹车，同时偏航控制器使能运动控制驱动偏航电机输出转矩，用以提供阻尼力。

具体的，风力发电机组上电系统初始化完成的运行状态下，偏航制动器一直处于零压力工作状态，而偏航电机输出了平衡阻尼力，实现了偏航制动器和刹车盘间的“零压”，避免了偏航制动器刹车钳和偏航刹车盘之间的较大机械摩擦力，同时也依靠偏航电机提供的阻尼力保证了机舱的稳定。如图3偏航制动器零压刹车控制方法框图所示。

具体的，使风力发电机组在偏航过程中，偏航制动器完全打开，降低了偏航制动器的刹车片和偏航刹车盘在偏航过程中滑动摩擦力，避免了偏航机械摩擦、偏航振动和噪音。同时偏航电机提供了保证稳定偏航对风所必须的阻尼力。

步骤S200，在步骤S100偏航制动器零压刹车状态下，主控制器根据风向和机舱位置计算机舱对风角度后下发偏航动作指令，偏航控制器协调运动控制器执行步骤S300偏航电机运动状态控制。

具体的，包括如下步骤：

步骤S210，主控系统根据风向数据计算对风角度，向偏航控制器下发偏航启动命令和实时偏航角度，偏航控制器关闭偏航电机绕组加热器并分别向运动控制器下发偏航运动命令；

步骤S220，各个运动控制器分别根据偏航控制器命令驱动对应偏航电机实时调整转矩和转速，来控制偏航运动并监测偏航电机运动的角度。运动控制器将电机运动的角度反馈给偏航控制器，由偏航控制器对偏航电机运动角度计算后上传主控系统偏航运动的角度和速度。

具体的，实现风力发电机组上电运行状态下，偏航电机一直处于运动控制状态，达到机舱实时偏航对风的目的。如图4所示。

具体的，风力发电机组在运行过程中，在由运动控制器实时驱动偏航电机运动，完成偏航在风力发电机组载荷允许范围内的最小对风角度，从而实现偏航实时对风提高机舱对风精度。

步骤S300，偏航电机的运动状态控制：偏航控制器依据风速、风向和机舱位置等工况的机舱姿态判断，协调所述四台运动控制器分别驱动电机输出不同的转矩和转速，完成对偏航电机运动状态的控制。

具体的，包括如下步骤：如图5和图6所示。

步骤S310，偏航控制器分别向四台运动控制器下发启动命令，运动控制器驱动电机执行偏航运动。

具体的，偏航控制器根据主控制系统的风向和偏航角度信息，实时输出机舱偏航姿态调整。

所述机舱偏航姿态处于第一工况机舱姿态：在机舱正对风时，维持机舱在偏航轴承平面方向的平衡稳定。偏航控制器负责协调四台运动控制器，分别驱动2台偏航电机输出阻尼力和2台偏航电机输出驱动力，并且使4台偏航电机输出的力平衡，保持机舱偏航姿态为平衡静止，即四台偏航电机的合力矩为零。

所述机舱偏航姿态处于第二工况机舱姿态：在机舱偏离风向的对风角度小于启动偏航角度时，机舱承受机舱偏航轴承平面的方向风的推力，但机舱需要保持偏航轴承平面方向的平衡稳定，偏航控制器负责协调驱动2台偏航电机输出阻尼力和2台偏航电机输出驱动力，使4台运动控制器驱动偏航电机输出的合力矩与风的推动力矩保持平衡稳定，即四台偏航电机的力矩与机舱承受风的推力矩的合力矩为零。

所述机舱偏航姿态处于第三工况机舱姿态：在机舱偏离风向的对风角度大于启动偏航角度，主控制器命令机舱左右偏航动作时，偏航制动器协调驱动2台偏航电机输出阻尼力和2台偏航电机输出驱动力或驱动1台偏航电机输出阻尼力和3台偏航电机输出驱动力，四台运动控制器驱动电机分配输出阻尼力和驱动力。同时偏航控制器下达顺时针或逆时针的速度，运动控制器驱动偏航电机执行转速命令，并保持稳定平衡。即在偏航运动过程中运动控制器驱动偏航电机旋转，并提供一定的阻尼力和驱动力使机舱偏航过程时刻保持平衡稳定。

步骤S320，通过运动控制器驱动偏航电机提供驱动力和阻尼力，并维持各工况下的动态平衡，使风力发电机组在偏航过程中具有一定的阻尼力和动态驱动力，保证偏航过程中风力发电机组的安全稳定。

综上所述，本发明的智能偏航控制系统应用在大型风力发电机组，用于实现偏航系统的对风功能，使用了主控制器、偏航制动器和运动控制器，用于大型风力发电机组，避免偏航机械磨损、振动和噪音，使偏航制动器保持零压，实现风力发电机组实时对风，并提高对风精度的偏航控制。由运动控制驱动偏航电机提供驱动力和阻尼力，在没有机械阻尼力的情况，保持风力发电机组偏航轴承平面方向平衡稳定。与当前传统的偏航功能相比，首先提出了利用偏航电机提供阻尼力保证机舱稳定平衡，使风力机组的偏航制动器与偏航刹车盘之间始终保持零压状态，使偏航制动器刹车钳和刹车盘之间的机械摩擦减小，避免偏航振动和噪音。其次，基于偏航制动器和运动控制器的应用，实现了偏航电机的实时控制，可以提高偏航对风精度，并且避免偏航电机启停过程产生的机械冲击。同时，在系统运行状态下，可以通过运动控制器精确的动态调整偏航电机转矩和转速，实现了由偏航电机动态提供阻尼力和驱动力，改变了传统偏航系统依靠机械摩擦阻尼力的方案，减少了机械摩擦和振动，降低了维护成本，提升了风力发电机组的发电量。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种风力发电机组智能偏航控制系统，其特征在于，包括主控制器、偏航控制器和多个运动控制器；

所述主控制器用于风向监测和偏航对风角度计算，协调控制液压系统完成偏航制动器的投入和释放，并对偏航控制器下发偏航命令和接收机舱偏航运行角度进行反馈；

所述偏航控制器用于执行主控制器偏航对风的命令，向运动控制器下发运动控制指令并向主控制器反馈偏航电机偏航运行的角度，请求主控制器投入或释放偏航制动器，还用于对偏航电机电磁刹车的投入和释放，以及完成偏航电机绕组加热器的启停控制；

所述多个运动控制器用于动态调整偏航电机输出转矩和速度，并反馈偏航电机编码器的位置信息给偏航控制器。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组智能偏航控制系统，其特征在于，所述运动控制器是4个。

3.根据权利要求2所述的偏航控制系统，其特征在于，所述主控制器的偏航动作命令通过信息数据通讯发给偏航控制器，并接收该偏航控制器的信号反馈。

4.根据权利要求3所述的偏航控制系统，其特征在于，所述偏航控制器执行主控制器的偏航命令时通过专用数据总线将偏航运动状态指令数据下传给运动控制器，由运动控制器直接驱动偏航电机工作并将电机运动状态数据通过主用数据总线反馈到偏航控制器。

5.一种风力发电机组的智能偏航控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S100，偏航制动器零压刹车控制：释放所述偏航制动器的压力，加载电机阻尼力矩，实现偏航制动器零压刹车状态；

步骤S200，在步骤S100偏航制动器零压刹车状态下，主控制器根据风向和机舱位置计算机舱对风角度后下发偏航动作指令，偏航控制器协调运动控制器执行步骤S300偏航电机运动状态控制；

步骤S300，偏航电机的运动状态控制：偏航控制器依据风速、风向和机舱位置等工况的机舱姿态判断，协调所述四台运动控制器分别驱动电机输出不同的转矩和转速，完成对偏航电机运动状态的控制。

6.根据权利要求5所述的智能偏航控制方法，其特征在于，所述步骤S100包括如下步骤：

步骤S110：在风力发电机组的主控制器完成初始化后，所述主控制器采集风向数据并计算偏航对风角度，同时所述主控制器监测偏航控制器的工作状态，由所述偏航控制器完成初始化并打开偏航电机电磁刹车，然后向所述主控制器反馈偏航控制器和偏航电机电磁刹车状态并请求释放偏航制动器；

步骤S120：所述主控制器在接收到偏航控制器反馈的偏航电机电磁刹车打开状态信号和偏航制动器释放请求后，协调控制液压系统释放偏航制动器的压力打开刹车，同时偏航控制器使能运动控制驱动偏航电机输出转矩，提供阻尼力。

7.根据权利要求6所述的智能偏航控制方法，其特征在于，所述步骤S200包括如下步骤：

步骤S210，主控系统根据风向数据计算对风角度，向偏航控制器下发偏航启动命令和实时偏航角度，偏航控制器关闭偏航电机绕组加热器并分别向运动控制器下发偏航运动命令；

步骤S220，各个运动控制器分别根据偏航控制器命令驱动对应偏航电机实时调整转矩和转速，来控制偏航运动并监测偏航电机运动的角度。运动控制器将电机运动的角度反馈给偏航控制器，由偏航控制器对偏航电机运动角度计算后上传主控系统偏航运动的角度和速度。

8.根据权利要求7所述的智能偏航控制方法，其特征在于，所述步骤S300包括如下步骤：

步骤S310，偏航控制器分别向四台运动控制器下发启动命令，运动控制器驱动电机执行偏航运动；

步骤S320，通过运动控制器驱动偏航电机提供驱动力和阻尼力，并维持各工况下的动态平衡，使风力发电机组在偏航过程中具有一定的阻尼力和动态驱动力，保证偏航过程中风力发电机组的安全稳定。

9.根据权利要求8所述的智能偏航控制方法，其特征在于，所述步骤S310中，偏航控制器根据主控制系统的风向和偏航角度信息，实时输出机舱偏航姿态调整。

10.根据权利要求9所述的智能偏航控制方法，其特征在于，所述步骤S310中，

所述机舱偏航姿态处于第一工况机舱姿态：在机舱正对风时，维持机舱在偏航轴承平面方向的平衡稳定；

所述机舱偏航姿态处于第二工况机舱姿态：在机舱偏离风向的对风角度小于启动偏航角度时，机舱承受机舱偏航轴承平面的方向风的推力，机舱保持偏航轴承平面方向的平衡稳定；

所述机舱偏航姿态处于第三工况机舱姿态：在机舱偏离风向的对风角度大于启动偏航角度，主控制器命令机舱左右偏航动作时，偏航制动器协调驱动2台偏航电机输出阻尼力和2台偏航电机输出驱动力或驱动1台偏航电机输出阻尼力和3台偏航电机输出驱动力，四台运动控制器驱动电机分配输出阻尼力和驱动力，同时偏航控制器下达顺时针或逆时针的速度，运动控制器驱动偏航电机执行转速命令，并保持稳定平衡。

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