1.5　波能控制系统研究

很多波能捕获系统都是和频率有关的振荡系统，只有当装置的固有频率和入射波的频率相当时，装置的波能捕获效率才最高。而当不能发生共振时，波能捕获效率很低。所以要求波能捕获装置的带宽尽量宽。对于截止型和消耗型波能捕获装置，因为拥有很大的带宽，所以很少关注共振问题。但是对于点吸收型装置，由于装置本身具有窄带宽的性质，所以需要采取控制手段实现共振。点吸收装置的优点是其体积较小，研究发现存在如下结论：点吸收装置的体积越小，装置捕获波能的效率与装置体积的比越大。也就是说，单位体积装置的波能捕获效率越高。因此，从成本上考虑，希望所设计装置的体积尽量小。所以，目前点吸收式波能捕获装置的研究成为主流。

实海况中的波浪都是不规则波，因此点吸收装置大部分时间工作于非共振状态，因此需要优化控制其运行，以实现捕获波能的最大化。对于截止型和消耗型波能捕获装置由于其带宽较宽，所以对其波能捕获效率的研究很少报道。

由于波浪发电系统的控制是非因果控制，需要提前预测波浪的状况，但是实海况的波浪状况是很难预测的，所以研究者提出了锁存控制，就是在波浪力为零时，控制振荡浮子的速度也为零，这也是波能控制的主流。

虽然锁存控制在很早的时候就在波能装置上得到应用，但其还没有得到广泛的应用。分析其原因主要有几点：

（1）控制过程是非因果控制，需要提前知道波浪的状态，这点很难实现。

（2）在锁存控制中，难于确定解锁时间。

（3）锁存和解锁操作时，需要很快的动作时间和频繁的操作，这点在液压和机械系统中也不好实现。特别是在中国这种波浪周期较小的海域，装置操作更加频繁、时间间隔更小，误操作会频繁发生。

另外，采用锁存控制设计系统，考虑到整体液压系统管路和阀门的损失，整体效率很低。

因此研究具有宽频带的波能捕获装置，减少控制系统的复杂度，特别是对于我国波浪周期较短的海域来说可能更加具有意义。