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龙图腾网获悉河海大学申请的专利基于风机-陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120397187B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510201360.6，技术领域涉及：B63B39/04；该发明授权基于风机-陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统及控制方法是由王万成;李浩;盛凯;程师源;陈丽菁;王引哲;杨艺航设计研发完成，并于2025-02-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于风机-陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统及控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于风机‑陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统及控制方法。该系统包括风机转子、塔架、浮式平台、机舱以及双陀螺减摇装置；所述塔架顶部和浮式平台上设置有传感器系统，用于监测系统的多自由度运动数据；所述传感器采集的数据通过信号传输装置传输至控制器，用于实时监测和控制系统的摇摆状态；所述主动进动控制机构根据接收到的控制器输出伺服电机驱动力矩控制信号，控制进动轴的转动从而实现对陀螺转子的进动运动的控制。本发明还建立了风机‑陀螺完整耦合动力学模型，并设计了基于多目标优化的控制方法，通过PSO算法同时优化减摇性能和能耗指标，建立了完整的Pareto最优解集。该方法能够实现性能和能耗的动态平衡。

本发明授权基于风机-陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于风机-陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统的控制方法，所述基于风机-陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统包括风机转子1、塔架2、浮式平台3、机舱4以及双陀螺减摇装置5；所述机舱4固定安装在塔架2顶部；所述风机转子1通过机舱4与塔架2相连，所述风机转子1包括轮毂和风机叶片；所述塔架2竖直设置，其顶端与机舱4相连，另一端与浮式平台3的中心立柱相连；所述浮式平台3由中心立柱和三个浮筒组成，其中中心立柱用于支撑塔架2，三个浮筒环绕中心立柱均匀布置，每个浮筒底部安装有垂荡板以抑制垂向运动，并通过其浮力支撑整个系统浮于海面；所述双陀螺减摇装置5安装于所述浮式平台3的中心立柱内部腔体并靠近系统重心布置； 所述双陀螺减摇装置5包括两个完全相同的陀螺组件，每个陀螺组件包括外框架6，所述外框架里面安装有转子支撑框架7，所述转子支撑框架7上安装有陀螺转子9以及用于驱动陀螺转子9的转动轴10；所述外框架6与所述转子支撑框架7的两侧之间通过进动轴12可转动连接，所述进动轴12垂直于转动轴10设置，用于实现陀螺的进动运动；其中一侧所述的进动轴12上设置有弹簧阻尼机构11和主动进动控制机构8；所述弹簧阻尼机构11用于为进动运动提供阻尼力和恢复力矩；所述陀螺转子9采用环形结构； 所述塔架2顶部和浮式平台3上设置有传感器系统，用于监测系统的多自由度运动数据；所述传感器采集的数据通过信号传输装置传输至控制器，用于实时监测和控制系统的摇摆状态；所述主动进动控制机构8根据接收到的控制器输出伺服电机驱动力矩控制信号，控制进动轴12的转动从而实现对陀螺转子9的进动运动的控制； 其特征在于，所述的基于风机-陀螺耦合的漂浮式风电减摇系统通过浮式平台3浮于海面上，来自海浪的外部干扰载荷作用于浮式平台3使其产生摇摆运动，所述浮式平台3上的传感器系统将采集的多自由度运动数据传输到控制器，所述控制器，根据接收到的浮式平台的运动数据信号输出伺服电机驱动力矩控制信号给主动进动控制机构8，控制进动轴12的转动从而实现控制陀螺转子9的进动运动，高速旋转的陀螺转子9具有转动惯量，会随着浮式平台3摇摆产生一个与其摇摆方向相反的反作用力矩，抵消部分风浪流对浮式平台3作用力矩，最终实现减摇的目的；两个陀螺转子9通过转动轴10实现相等速度、相反方向的自转运动，并通过进动轴12实现相等幅度、相反方向的进动运动，由于两个陀螺转子9的进动方向相反、速度相同，故产生的干扰力矩大小相等，方向相反，从而相互抵消；具体地，该方法包括如下步骤： S1.采用凯恩Kane方法分别建立浮式平台3、塔架2、风机机舱、风机转子1和风机叶片、双陀螺减摇装置5的运动学模型和动力学模型，并构建系统的耦合模型； S2.在离线阶段，首先设计自适应模糊控制器的基本结构，包括确定纵摇角和纵摇角速度作为输入变量，进动力矩和转速控制量作为输出变量，并设计相应的模糊规则库； S3.随后采用多目标PSO优化方法，以最小化纵摇角RMS值和控制系统能耗为优化目标，在不同环境工况下进行迭代优化，获取Pareto最优解集合，并对不同工况下的最优参数进行分类存储； S4.在线控制阶段包括工况识别、参数选取与控制执行、实时监测与调整三个环节；通过实时监测当前环境参数判断工况类型，并据此选择对应的最优模糊控制器参数；系统实时采集状态量包括纵摇角、角速度，由模糊控制器计算并输出进动力矩和转速控制信号；同时对减摇效果和能耗数据进行实时监测，并进行工况重新识别和参数切换，实现系统的自适应控制。

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