01
风机载荷基础
气动·重力·惯性 · 极限/疲劳载荷 · 寿命影响
核心概念IEC标准
02
传感器与数据采集
SCADA · 风速计/风向标 · 应变片 · 加速度计 · 倾角传感器
采集同步
03
数据预处理与清洗
缺失值插值 · 异常值3σ/IQR · 归一化 · 重采样
清洗标准化
04
特征工程
时域/频域特征 · 偏度峭度 · 叶尖速比 · 推力系数
特征FFT
05
经典机器学习模型
线性/SVR/随机森林/XGBoost · MAE/RMSE/R²
回归集成
06
深度学习模型
MLP · 1D-CNN · LSTM · Transformer · 早停/衰减
时序注意力
07
载荷预测实战 (Python)
OpenFAST仿真 · LSTM调优 · 网格/贝叶斯 · 误差分析
实战调参
08
实时优化基础
硬/软实时 · 降低峰值载荷 · 功率/转速约束
实时约束
09
模型预测控制 (MPC)
MPC原理 · 状态空间 · 滚动优化 · 变桨应用
控制MPC
10
强化学习 (RL) 优化
MDP · Q-learning/DQN · PPO · 载荷优化挑战
RL策略
11
数字孪生技术
孪生架构 · 实时同步 · 预测性维护
孪生同步
12
边缘计算与部署
量化剪枝 · ONNX/TensorRT · Jetson/树莓派 · 延迟优化
边缘推理
13
海上风机载荷优化
风浪耦合 · 基础结构 · 腐蚀疲劳 · 项目经验
海上案例
14
陆上大型风机智能变桨
独立变桨IPC · 不平衡补偿 · 载荷反馈 · 现场测试
变桨IPC
15
课程总结与未来展望
技术路线 · AI for Wind · 职业建议 · 资源工具
展望资源
16
风能基础与空气动力学
贝茨极限 · 风功率密度 · BEM · 翼型升阻力
空气动力BEM
17
风机结构与动力学
叶片主梁/腹板 · 传动链 · 塔筒模态 · 整机耦合
结构模态
18
载荷计算标准
IEC 61400-1 · DLC · 安全系数 · 极限/疲劳校核
标准DLC
19
湍流风场模拟
Kaimal/von Karman · 湍流强度 · TurbSim
湍流模拟
20
多体动力学仿真
多体基础 · 柔性体/模态叠加 · Simpack/ADAMS · OpenFAST
多体仿真
21
降阶模型 (ROM)
POD · DMD · 神经网络降阶 · 实时仿真
降阶ROM
22
不确定性量化
蒙特卡洛 · PCE · 贝叶斯推断 · 置信区间
不确定性量化
23
多目标优化
Pareto前沿 · 加权和 · NSGA-II · 载荷&发电量
多目标Pareto
24
实时控制器设计
PLC (IEC 61131-3) · PID变桨 · 扭矩控制 · 滤波器
控制器PLC
25
通信协议与数据接口
OPC UA · Modbus TCP · MQTT · IEC 61850 · PI System
通信协议
26
故障诊断与容错控制
残差检测 · 变桨卡死 · 重构控制
故障容错
27
疲劳寿命评估
S-N曲线 · Miner累积 · 雨流计数 · 载荷谱
疲劳寿命
28
风电场级优化
尾流Jensen/Park · 场级功率 · 载荷均衡 · 协同
风电场尾流
29
软件工具链
MATLAB/Simulink · OpenFAST · Bladed · ROS2 · Python生态
工具生态
30
综合实战项目
SCADA→预处理→特征→预测→MPC→变桨→评估
闭环全栈