基于Matlab的GH bladed软件风机外部控制器设计 23
图3-19 功率图
（2）当桨叶角β为0°, 风速vwind为4m/s时，功率输出值如下图所示：
图3-20 功率图
（3）当桨叶角β为0°，风速vwind为6m/s时，功率输出值如下图所示：
图3-21 功率图
基于Matlab的GH bladed软件风机外部控制器设计 24
（4）当桨叶角β为0°，风速vwind为8m/s时，功率输出值如下图所示：
图3-22 功率图
（5）当桨叶角β为5°，风速vwind为2m/s时，功率输出值如下图所示：
图3-23 功率图
（6）当桨叶角β为5°，风速vwind为4m/s时，功率输出值如下图所示：
图3-24 功率图
基于Matlab的GH bladed软件风机外部控制器设计 25
（7）当桨叶角β为5°，风速vwind为6m/s时，功率输出值如下图所示：
图3-25 功率图
（8）当桨叶角β为5°，风速vwind为8m/s时，功率输出值如下图所示：
图3-26 功率图
当桨叶角β为其他值10°,15°,20°,25°.风速vwind为2m/s,4m/s,6m/s,8m/s时同样的得到了功率输出的值。通过这个仿真波形我得到了风速vwind和输出功率P的函数图。
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图3-27 风速vwind和输出功率P的函数图
通过上图3-27看出当桨叶角β一定时，当输入风速vwind变大风力发电机所输出的功率P将变大，但当输入的风速vwind一定时，桨叶角β越大输出的功率P越小。
通过对图3-17这个仿真模型在Cp模块输出的Cp的值的计算和示波器的表示，我画出了Cp值和λ叶尖数比值在不同的桨叶角β下的关系表：
表3-1 Cp值和λ叶尖数比值在不同的桨叶角β下的关系表
βCp λβ=0 β=5 β=10 β=15 β=20 0 0 0 0 0 0 3 0.15 0.07 0.08 0.09 0.10 6 0.33 0.24 0.22 0.18 0.11 9 0.45 0.36 0.22 0.09 -0.09 12 0.24 0.33 0.10 -0.11 -0.21 15 -0.2 0.17 -0.15 -0.25 -0.39
图3-28 Cp值和叶尖数比λ值关系图
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通过上面对我建立的Matlab/Simulink风力发电机仿真模型进行了研究，其中包括对输入值和输出值之间的关系是和仿真的模块有很大联系的，通过波形和仿真控制算法和公式计算验证我设计的风力发电机模型是可行的，通过把输入和输出值根据它们在控制算法下的波形，我画了图，可以很清楚的从图中看出风力发电机的工作情况和通过控制一些量，通过调节可以使风力发电机输出的功率P最大即风力发电机的额定功率。
3.4 基于Matlab/Simulink建立风力发电机外部控制器的仿真模型
通过公式（3-1）和我建立的Matlab/Simulink风力发电机仿真模型图3-17可知我还可以通过调节输入的角速度和桨叶角β来控制风力发电机的输出的功率P保持在额定功率不变.下面是我设计的外部控制器图。
图3-29 风力发电机的整个仿真图包括外部控制器
为了验证风力发电机仿真模型对风速变化的动态相应，取渐变风作为风力发电机仿真模型风速的输入值。渐变风分别取10~12米/秒渐变和13~15米/秒渐变。仿真图形分别为：
（1） 额定风速以下