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基于构件的风力发电机组辅助软件的设计与实现

作　者: 刘微微
导　师: 杨大全
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 构件 风力发电机组 功率特性 叶片载荷
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


软件危机依然存在,软件危机制约着软件行业的发展。基于构件的软件开发以软件架构为组装蓝图,以可复用软件构件为组装块,支持组装式软件复用,是提高软件生产效率和产品质量、减轻人员流动副作用、缩短产品支付时间的实现有效的途径之一。由于风能的迅速开发利用,风力发电机组需求量的急速增加,国内风电机组制造厂迅速增加,然而,这些制造厂绝大部分组建时间不长,无力完成风力发电机组的设计技术工作。显然风力发电机组设计技术制约了风电产业发展。这些技术包括概念设计、参数选择与优化、总体结构设计、气动和动力学设计、各零部件设计的接口技术设计、控制系统设计、安全和可靠性设计技术;这些技术大部分国内已掌握,特别需要对其进行总结归纳,提炼升华,并做成工具软件,使国内所有风机制造厂都能掌握设计的核心技术,加快自主知识产权的风电机组的民族产业发展和建设。本文在水平轴风力机实践设计的基础上,运用面向构件的设计思想,有机的完成了风力发电机组设计技术及其工具软件。首先,介绍了构件的相关技术。包括构件的定义、构件的要素、基于构件的软件工程、软件复用、框架、模式,同时也简单介绍了UML建模方法。然后,运用面向构件的思想,将软件按其实现功能划分为风场构件、气动性能计算构件、传动系统构件、控制系统构件,结构力学分析构件等;给出系统分层和系统的逻辑架构;根据各个构件之间的耦合关系,采用统一的输入与输出界面,将各个构件封装并集成。最后,通过对“动量叶素理论”的学习,建立风轮功率特性、叶片载荷等特性参数模型;根据理论,绘制程序流程图:根据面向构件的思想,设计此构件的接口,界面,函数;利用C#语言实现了“风轮功率特性及叶片载荷构件”,构件能够计算1MW风力发电机组的功率数据、推力、扭矩、挥舞力矩、旋转剪力,绘制风速-功率等相关特性曲线。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 研究背景  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-15
    1.2.1 国外研究现状  13
    1.2.2 国内研究现状  13-15
  1.3 论文研究的目标、内容  15-17
  1.4 系统设计特色  17
  1.5 研究的方法  17
  1.6 研究的意义  17-18
  1.7 论文组织  18-19
第二章 相关技术介绍  19-36
  2.1 概述  19
  2.2 构件的概念  19-21
    2.2.1 什么是构件  19-21
    2.2.2 构件的要素  21
  2.3 基于构件的软件工程  21-25
    2.3.1 CBSE的特点  22
    2.3.2 CBSE与OO技术  22-23
    2.3.3 CBSE的生命周期  23-24
    2.3.4 CBSE的主要设计原理  24
    2.3.5 开发构件的过程  24-25
  2.4 构件相关技术  25-29
    2.4.1 软件复用  25-26
    2.4.2 框架  26-27
    2.4.3 模式  27-29
  2.5 UML  29
  2.6 构件模型  29-36
    2.6.1 理论模型  30-31
    2.6.2 OMG的CORBA  31-32
    2.6.3 Sun的EJB  32-33
    2.6.4 Microsoft的DNA 2000/DCOM+  33-34
    2.6.5 三种构件标准规范的比较  34-36
第三章 风力发电机组辅助设计软件系统分析  36-49
  3.1 风力发电机组的设计工作基础  36-37
    3.1.1 项目开发的硬件条件  36-37
    3.1.2 软件测试工作基础  37
  3.2 软件设计  37-45
    3.2.1 基于构件的多层软件体系结构  37-40
    3.2.2 数据库设计  40-41
    3.2.3 软件框架  41-45
  3.3 软件主要构件介绍  45-47
    3.3.1 风电场构件  45-46
    3.3.2 气动性能计算构件  46
    3.3.3 传动系统构件  46-47
    3.3.4 控制系统构件  47
    3.3.5 有限元结构动力学分析构件  47
  3.4 系统界面设计  47-49
第四章 风轮功率特性及叶片载荷构件的设计与实现  49-65
  4.1 基于动量叶素理论的风轮功率特性及叶片载荷理论基础  49-57
    4.1.1 风轮气动载荷  49-50
    4.1.2 动量理论  50-53
    4.1.3 叶素理论  53-55
    4.1.4 动量—叶素理论  55-56
    4.1.5 叶片梢部损失和根部损失修正  56-57
  4.2 构件设计  57-65
    4.2.1 程序流程设计  57-59
    4.2.2 构件流程图  59-61
    4.2.3 构件运行界面  61-65
第五章 结论  65-66
参考文献  66-69
附录一  69-71
附录二  71-76
在学研究成果  76-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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