本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術領域，尤其涉及一種旋轉角度采集系統(tǒng)、風機偏航角度監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術：

風力發(fā)電是通過風力發(fā)電機組將風能轉換為電能的過程。在風力發(fā)電過程中，為了保證風力發(fā)電的效率，風力發(fā)電機組中機艙的方向需要根據風向變換而進行調整，即對風力發(fā)電機組進行偏航控制。對風力發(fā)電機組進行偏航控制時，需要實時檢測機艙旋轉的角度，以便于根據機艙旋轉的角度調整機艙旋轉。

目前，風力發(fā)電機組中采用的電位計式傳感器(即電刷移動的可變電阻)來檢測偏航角度，將電位計式傳感器測量的阻值信號轉換為電壓信號后輸入風力發(fā)電機組的可編程邏輯控制器(programmablelogiccontroller，plc)，進而根據電壓信號計算出偏航角度。

當對風力發(fā)電機組進行機組型式測試、故障診斷試驗、以及集群控制等一些測試工作時，需要精確測量風力發(fā)電機組的偏航角度，這就需要高精度的角度傳感器采集偏航角度。但是，電位計式傳感器本身精度較差，在偏航角度達到360度時，誤差達到約0～18°，測量精度不符合測試工作的標準，所以在進行測試工作時，通常需要更換或增加測量偏航角度傳感器，并為測量偏航角度傳感器重新寫入一套繁復的采集系統(tǒng)到風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)中，需要更改和增加機組控制程序，工作量極大，并且降低風力發(fā)電機組運行穩(wěn)定性。

技術實現要素：

本發(fā)明實施例提供了一種旋轉角度采集系統(tǒng)、風機偏航角度監(jiān)測系統(tǒng)及方法，能夠提高風力發(fā)電機組運行穩(wěn)定性。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種旋轉角度采集系統(tǒng)，旋轉角度采集系統(tǒng)包括角度傳動單元、角度采集單元和控制單元，其中，角度采集單元分別與角度傳動單元和控制單元連接；

角度傳動單元與待采集設備連接，使待采集設備旋轉時帶動角度傳動單元旋轉；

角度采集單元采集角度傳動單元旋轉的傳動角度對應的角度數據，將角度數據傳輸至控制單元；

控制單元接收角度采集單元傳輸的角度數據，并基于角度數據計算待采集設備的旋轉角度。

根據本發(fā)明實施例的第一方面，還包括存儲單元，存儲單元與控制單元連接，存儲控制單元計算的待采集設備的旋轉角度。

根據本發(fā)明實施例的第一方面，還包括調試單元，調試單元與控制單元連接，通過控制單元對旋轉角度采集系統(tǒng)初始化。

根據本發(fā)明實施例的第一方面，控制單元包括：

確定程序模塊，用于確定角度傳動單元與待采集設備之間的第一角度變比；

計算程序模塊，用于根據第一角度變比和角度數據，計算旋轉角度。

根據本發(fā)明實施例的第一方面，控制單元還包括：

轉換程序模塊，用于將角度數據轉換為角度傳動單元旋轉的傳動角度；

計算程序模塊，還用于根據傳動角度和第一角度變比計算旋轉角度。

根據本發(fā)明實施例的第一方面，角度測量單元包括旋轉編碼器，角度數據為編碼數據；

轉換程序模塊還用于：

將編碼數據轉為有效角度；

基于旋轉編碼器與角度傳動單元之間的第二角度變比，將有效角度轉換為傳動角度。

根據本發(fā)明實施例的第一方面，轉換程序模塊還用于：

解析所述角度數據，確定解析后數據中的高位數據和低位數據；

根據預設公式、高位數據和低位數據計算編碼數據對應的角度值，其中，預設公式為：

角度值＝低位數據+高位數據×低位數據允許的最大值；

當角度值大于預設門限時，將角度值與預設值的差確定為有效角度；

當角度值小于或等于預設門限時，將角度值確定為有效角度。

根據本發(fā)明實施例的第一方面，控制單元還用于：

當旋轉角度大于零時，根據第一映射關系計算旋轉角度的模值，其中，第一映射關系包括：

旋轉角度的模值＝旋轉角度對360取模的值；

當旋轉角度小于零時，根據第二映射關系計算旋轉角度的模值，其中，第二映射關系包括：

旋轉角度的模值＝360-旋轉角度對360取模的值。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種風機偏航角度監(jiān)測系統(tǒng)，包括如第一方面所述的旋轉角度采集系統(tǒng)和風力發(fā)電機組中偏航隨動部件；

旋轉角度采集系統(tǒng)中角度傳動單元與偏航隨動部件連接，偏航隨動部件在偏航旋轉時帶動角度傳動單元旋轉。

根據本發(fā)明實施例的第二方面，偏航隨動部件包括偏航齒輪，角度傳動單元包括與偏航齒輪傳動連接的傳動齒輪。

根據本發(fā)明實施例的第二方面，角度傳動單元包括凸輪齒輪。

根據本發(fā)明實施例的第二方面，第一角度變比包括偏航齒輪與傳動齒輪的速比。

第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種旋轉角度采集方法，用于如第一方面所述的旋轉角度采集系統(tǒng)；旋轉角度采集方法包括：

接收角度采集單元傳輸的角度數據；

確定角度傳動單元與待采集設備之間的第一角度變比；

根據第一角度變比和角度數據，計算旋轉角度。

根據本發(fā)明實施例的第三方面，根據第一角度變比和角度數據，計算旋轉角度，包括：

將角度數據轉換為角度傳動單元旋轉的傳動角度；

根據傳動角度和第一角度變比計算旋轉角度。

根據本發(fā)明實施例的第三方面，角度采集單元包括旋轉編碼器，角度數據為編碼數據；

將角度數據轉換為角度傳動單元旋轉的傳動角度，包括：

將編碼數據轉為有效角度；

基于旋轉編碼器與角度傳動單元之間的第二角度變比，將有效角度轉換為傳動角度。

根據本發(fā)明實施例的第三方面，將編碼數據轉為有效角度，包括：

解析角度數據，確定解析后數據中的高位數據和低位數據；

根據預設公式、高位數據和低位數據計算編碼數據對應的角度值，其中，預設公式為：

角度值＝低位數據+高位數據×低位數據允許的最大值；

當角度值大于預設門限時，將角度值與預設值的差確定為有效角度；

當角度值小于或等于預設門限時，將角度值確定為有效角度。

根據本發(fā)明實施例的第三方面，當旋轉角度大于零時，根據第一映射關系計算旋轉角度的模值，其中，第一映射關系包括：

旋轉角度的模值＝旋轉角度對360取模的值；

當旋轉角度小于零時，根據第二映射關系計算旋轉角度的模值，其中，第二映射關系包括：

旋轉角度的模值＝360-旋轉角度對360取模的值。

本發(fā)明實施例提供了一種旋轉角度采集系統(tǒng)、風機偏航角度監(jiān)測系統(tǒng)及方法，本發(fā)明實施例中，角度傳動單元與待采集設備連接，使待采集設備旋轉時能夠帶動角度傳動單元旋轉；在角度傳動單元旋轉時，與其連接的角度采集單元采集角度傳動單元旋轉的傳動角度，并將采集的傳動角度對應的角度數據傳輸至控制單元；控制單元接收角度采集單元傳輸的角度數據后，基于角度數據計算采集的待采集設備的旋轉角度。本發(fā)明實施例中提供了獨立的旋轉角度采集系統(tǒng)，可以單獨采集風力發(fā)電機組中偏航的角度，與風力發(fā)電機組中檢測偏航角度的結構無關，并與風力發(fā)電機組中控制系統(tǒng)分離，所以在進行測試工作時直接使用本發(fā)明實施例的系統(tǒng)實現，不需要更換或增加測量偏航角度傳感器，以及更改和增加機組控制程序，降低工作量，并且提高風力發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發(fā)明一實施例中旋轉角度采集系統(tǒng)的示意性結構圖；

圖2是根據本發(fā)明又一實施例中旋轉角度采集系統(tǒng)的示意性結構圖；

圖3是根據本發(fā)明另一實施例中旋轉角度采集系統(tǒng)的示意性結構圖；

圖4是根據本發(fā)明另一個實施例中固定支架的示意性結構圖；

圖5是根據本發(fā)明一實施例中風機偏航角度監(jiān)測系統(tǒng)的示意性流程圖；

圖6是根據本發(fā)明一實施例中旋轉角度采集方法的示意性流程圖；

圖7是根據本發(fā)明又一實施例中旋轉角度采集方法的示意性流程圖；

其中，101-角度傳動單元，102-角度采集單元，103-控制單元，104-存儲單元，105-調試單元，106-固定支架，1061-第一固定支架，1062-第一固定支架，201-固定裝置，202-偏航隨動部件。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。

圖1示出了根據本發(fā)明一實施例中旋轉角度采集系統(tǒng)的示意性結構圖。如圖1所示，該旋轉角度采集系統(tǒng)包括角度傳動單元101、角度采集單元102和控制單元103。

其中，角度采集單元102分別與角度傳動單元101和控制單元103連接；角度傳動單元101與待采集設備(圖1中未示出)連接，使待采集設備旋轉時帶動角度傳動單元101旋轉；角度采集單元102采集角度傳動單元101旋轉的傳動角度對應的角度數據，將角度數據傳輸至控制單元103；控制單元103接收角度采集單元102傳輸的角度數據，并基于角度數據計算采集待采集設備的旋轉角度。

如圖1所示，角度傳動單元101與待進行旋轉角度采集的待采集設備連接，當待采集設備旋轉時，待采集設備能夠帶動角度傳動單元101一起旋轉，從而引起角度傳動單元101旋轉角度變化，如此角度傳動單元101旋轉的傳動角度和待采集設備旋轉的角度建立映射關系；角度傳動單元101與角度采集單元102連接，角度傳動單元101旋轉時將其旋轉的動作傳遞給角度采集單元102，角度采集單元102可以采集角度傳動單元101旋轉的傳動角度，并將采集的傳動角度對應的角度數據傳輸給控制單元103，從而實現對待采集設備旋轉角度的采集；控制單元103在接收到角度采集單元102傳輸的角度數據后，通過角度數據計算出采集的待采集設備的旋轉角度。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中，控制單元103可以通過plc控制器來實現?？刂茊卧?03接收角度采集單元102傳輸的角度數據后，還可以對角度數據進行解析。

本發(fā)明實施例中提供了獨立的旋轉角度采集系統(tǒng)，可以單獨采集風力發(fā)電機組中偏航的角度，與風力發(fā)電機組中檢測偏航角度的結構無關，并與風力發(fā)電機組中控制系統(tǒng)分離，所以在進行測試工作時直接使用本發(fā)明實施例的系統(tǒng)實現，不需要更換或增加測量偏航角度傳感器，以及更改和增加機組控制程序，降低工作量，并且提高風力發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性。

作為本發(fā)明實施例的一種可選的實施方式，角度采集單元102可以包括旋轉編碼器。

其中，旋轉編碼器也稱為軸編碼器，是將與其連接設備的旋轉位置或旋轉角度轉換成模擬或數字信號的設備。一般設置在垂直于旋轉設備中旋轉軸的一面，即旋轉編碼器設置在垂直于角度傳動單元101的旋轉軸的一面。

旋轉編碼器是精度較高的設備，在風力發(fā)電機組需要進行測試工作時，可以直接使用本發(fā)明實施例的旋轉角度采集系統(tǒng)，提高旋轉角度采集的精度，同時不需要更換或增加測量偏航角度傳感器，以及更改和增加機組控制程序，降低工作量，并且提高風力發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性。

作為本發(fā)明實施例的又一種可選實施方式，控制單元103可以包括：確定程序模塊和計算程序模塊。

其中，確定程序模塊和計算程序模塊連接。確定程序模塊用于確定角度傳動單元101與待采集設備之間的第一角度變比；計算程序模塊用于根據第一角度變比和角度數據，計算旋轉角度。

由于在待采集設備旋轉時會帶動角度傳動單元101旋轉，所以待采集設備旋轉的角度與角度傳動單元101旋轉的角度之間存在映射關系，即為第一角度變比。在角度采集單元102采集了角度傳動單元101旋轉的角度數據后，控制單元103即可確定出采集的角度傳動單元101的傳動角度，進而確定程序模塊確定出第一角度變比后，計算程序模塊即可根據第一角度變比計算出與采集的角度傳動單元101的角度對應的待采集設備的旋轉角度，進而實現對待采集設備旋轉角度的采集。

作為本發(fā)明實施例一個可選的實施方式，控制單元103還可以包括轉換程序模塊。

其中，轉換程序模塊與計算程序模塊連接。轉換程序模塊可以用于將角度數據轉換為角度傳動單元101旋轉的傳動角度；計算程序模塊還可以用于根據傳動角度和第一角度變比計算旋轉角度。

在角度采集單元102采集角度傳動單元101的傳動角度后，可以將采集的角度值直接傳輸給控制單元103，控制單元103即可根據接收的角度數據直接確定采集的角度傳動單元101的角度。在角度采集單元102采集角度傳動單元101的傳動角度后，還可以將采集的角度值轉換為其他角度數據傳輸給控制單元103，控制單元103在接收到角度數據后，需要首先通過轉換程序模塊將角度數據轉換為采集的角度值，即傳動角度，然后計算程序模塊根據轉換后的傳動角度和第一角度變比計算出采集的旋轉角度。

本發(fā)明實施例中，角度采集單元102可以包括旋轉編碼器，角度數據可以為編碼數據。

在角度采集單元102包括旋轉編碼器時，旋轉編碼器將采集的傳動角度轉換成編碼數據傳輸給控制單元103，控制單元103需要先將編碼數據轉換為傳動角度，然后再計算待采集設備的旋轉角度。

具體的，控制單元103中轉換程序模塊將編碼數據轉換為傳動角度的過程可以執(zhí)行為：將編碼數據轉為有效角度；基于旋轉編碼器與角度傳動單元101之間的第二角度變比，將有效角度轉換為傳動角度。

旋轉編碼器采集的角度數據過程為：角度傳動單元101帶動旋轉編碼器的轉軸轉動，角度傳動單元101旋轉的傳動角度和旋轉編碼器旋轉的角度之間存在映射關系，旋轉編碼器在轉軸轉動過程中將轉軸旋轉的角度進行編碼，轉換為編碼數據后傳輸控制單元103。所以，轉換程序模塊需要首先將編碼數據轉換為有效角度，即旋轉編碼器的轉軸轉動的角度，然后根據角度傳動單元101旋轉的傳動角度和旋轉編碼器旋轉的角度之間的映射關系，即第二角度變比，將有效角度轉化為角度傳動單元101旋轉的傳動角度。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中可以選擇轉軸旋轉360度輸出2^9個脈沖的旋轉編碼器，9表示旋轉編碼器分辨率位數。此時，假設第一角度變比為1:1，第二角度變比為1:1，則可以計算出旋轉角度采集系統(tǒng)的精度為360/512度。所以，旋轉編碼器的分辨率位數影響旋轉角度采集的精度，旋轉編碼器的分辨率位數不同，旋轉角度采集的精度也會不同，通常情況下旋轉編碼器的分辨率位數越高則旋轉角度采集的精度越高，旋轉編碼器的選擇可以根據實際場景需要確定。

需要說明的是，旋轉編碼器的不同分辨率位數，存在與角度值對應的唯一的二進制編碼，所以旋轉編碼器能夠保證高精確度。并且旋轉編碼器不受掉電影響，即在出現故障等原因導致系統(tǒng)斷電時，在斷電恢復后，旋轉編碼器工作記錄的角度不清零。

轉換程序模塊將編碼數據轉換為有效角度的執(zhí)行過程可以為：解析角度數據，確定解析后數據中的高位數據和低位數據；根據預設公式、高位數據和低位數據計算編碼數據對應的角度值；當角度值大于預設門限時，將角度值與預設值的差確定為有效角度；當角度值小于或等于預設門限時，將角度值確定為有效角度。

其中，預設公式如公式1所示。

角度值＝低位數據+高位數據×低位數據允許的最大值(1)

在控制單元103接收到編碼數據后，需要將接收的編碼數據轉換為其預設的數據格式，數據格式包括高位數據和低位數據，高位數據的值等于高位數據的數值乘以低位數據允許的最大值。所以控制單元103首先解析編碼數據，然后根據解析后的數據中，確定出對應高位數據和低位數據，再結合預設公式1進行計算。

例如，本發(fā)明實施例中可以設置控制單元103接收旋轉編碼器ssi(synchronousserialinterface，同步串行接口)數據，控制單元103中預設數據格式的高位數據取值范圍：0～255，數據格式的低位數據取值范圍：0～65535，則低位數據達到65535時，高位數據遞增1且低位數據清零，如此取值范圍可以達到0～16777216，此時公式1可以具體為公式2的形式。

角度值＝低位數據+高位數據×65535(2)

所以，在控制單元103確定出解析后數據的高位數據和低位數據后，可以根據公式2計算出編碼數據對應的角度值。

在確定出角度值后，還需要確定出旋轉角度的方向。本發(fā)明實施例中可以設置待采集設備旋轉角度向左為角度增加，待采集設備旋轉角度向右為角度減少的規(guī)則，設置預設門限可以為編碼數據取值范圍的中間值，而預設值為編碼數據取值的最大值，則根據上述規(guī)則轉換程序模塊確定有效角度可以為：當角度值大于預設門限時，將角度值與預設值的差(角度值減預設值的差)確定為有效角度；當角度值小于或等于預設門限時，將角度值確定為有效角度。

作為本發(fā)明實施例一個可選的實施方式，在需要對旋轉角度取模值時，控制單元103還可以用于：當旋轉角度大于零時，根據第一映射關系計算旋轉角度的模值，其中，第一映射關系包括：旋轉角度的模值＝旋轉角度對360取模的值；當旋轉角度小于零時，根據第二映射關系計算旋轉角度的模值，其中，第二映射關系包括：旋轉角度的模值＝360-旋轉角度對360取模的值。

需要說明的是，在上述過程中，第一映射關系和第二映射關系中也可以乘除10的多次方來提高運算精確度，例如，第一映射關系為：旋轉角度的模值＝(旋轉角度擴大10倍后對360取模，再除以10的值)；第二映射關系為：旋轉角度的模值＝360-(旋轉角度擴大10倍后對360取模，再除以10的值)。但是，上述方式只是提高運算精確度，不會提高旋轉角度采集系統(tǒng)的實際采集精度，實際應用中，具體乘除10的幾次方可根據所選擇的旋轉編碼器的最小分辨位數而定，原則上運算精度位數低于實際采集精度位數的值為準確值。

圖2示出了根據本發(fā)明又一實施例中旋轉角度采集系統(tǒng)的示意性結構圖。圖2所示旋轉角度采集系統(tǒng)包括圖1所示旋轉角度采集系統(tǒng)的結構。

作為本發(fā)明實施例一種可選的實施方式，如圖2所示，旋轉角度采集系統(tǒng)還可以包括存儲單元104。

其中，存儲單元104與控制單元103連接，可以用于存儲控制單元103計算的待采集設備的旋轉角度。

在控制單元103計算出采集的待采集設備的旋轉角度后，可以將其存儲到存儲單元104中，以便于后續(xù)對采集的旋轉角度進行分析或者將采集的旋轉角度提供給其他設備等等。

作為本發(fā)明實施例一種可選的實施方式，如圖2所示，旋轉角度采集系統(tǒng)還可以包括調試單元105。

其中，調試單元105與控制單元103連接，用于通過控制單元103對旋轉角度采集系統(tǒng)初始化。旋轉角度采集系統(tǒng)初始化可以包括程序燒寫和系統(tǒng)聯調等內容。例如，將控制單元103中執(zhí)行的相關程序燒寫至控制單元103中，對角度采集單元102的數據調整到初始狀態(tài)等等。

需要說明的是，調試單元105還可以與存儲單元104連接，實現對存儲單元104存儲的角度進行在線觀察，或者用于通道配置、存儲路徑設置等。

圖3示出了根據本發(fā)明另一實施例中旋轉角度采集系統(tǒng)的示意性結構圖。圖3所示旋轉角度采集系統(tǒng)包括圖1或圖2所示旋轉角度采集系統(tǒng)的結構。

作為本發(fā)明實施例一種可選的實施方式，如圖3所示，旋轉角度采集系統(tǒng)還可以包固定支架106。

其中，固定支架包括第一固定支架1061和第二固定支架1062，第一固定支架1601的一端與第二固定支架1062的一端可伸縮連接的連接，第一固定支架1061的另一端與角度采集單元102，第二固定支架1062的另一端與固定裝置201連接。

例如，如圖4所示，第一固定支架1061與第二固定支架1062連接處可以設置條形的通孔，第一固定支架1061與第二固定支架1062通過在通孔中安裝的螺絲進行固定，并能夠實現第一固定支架1061與第二固定支架1062的可伸縮連接。在圖4所示通孔上還可以設置凹槽，以使安裝的螺絲可以嵌入凹槽中，保證第一固定支架1061與第二固定支架1062的連接處不會發(fā)生晃動。

另外，第二固定支架1062的另一端設置角度調節(jié)部，第二固定支架1062的另一端通過角度調節(jié)部與固定裝置201連接，以使第二固定支架1062相對固定裝置201的角度可調節(jié)。

例如，如圖4所示，在第二固定支架1062的另一端設置圓弧型通孔，第二固定支架1062通過圓弧型通孔與固定裝置201連接，可以實現相對固定裝置201的角度調節(jié)。

本發(fā)明實施例中，固定支架106為可調節(jié)式，支持上下左右調節(jié)，結構設計簡單、實用，安裝更方便，適用性更強。

需要說明的是，在上述實施例中，旋轉角度采集系統(tǒng)中可以支持模擬信號與canopen(一種架構在控制局域網路can上的高層通信協(xié)協(xié)議)開放總線等等通訊方式，在進行數據通信時可以采用所使用的方式實現各單元之間的通信。上述實施例中，旋轉角度采集系統(tǒng)可以支持多種通信方式，具有跟更強的匹配性，更強的適應性。

圖5示出了根據本發(fā)明一實施例中風機偏航角度監(jiān)測系統(tǒng)的示意性結構圖。如圖5所示，該風機偏航角度監(jiān)測系統(tǒng)包括如圖1至圖4中所示的旋轉角度采集系統(tǒng)和風力發(fā)電機組中偏航隨動部件202。

其中，旋轉角度采集系統(tǒng)中角度傳動單元101與偏航隨動部件202連接，使偏航隨動部件202在偏航旋轉時帶動角度傳動單元101旋轉。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中，偏航隨動部件202為在風力發(fā)電機組偏航時隨機艙旋轉的部件，通過采集偏航隨動部件202旋轉的角度來監(jiān)測風力發(fā)電機組中偏航的角度。本發(fā)明實施例中，偏航隨動部件202即相當于圖1至圖4中所示的旋轉角度采集系統(tǒng)中所述的待采集設備。

本發(fā)明實施例中提供了獨立的旋轉角度采集系統(tǒng)與隨動部件連接，可以單獨采集風力發(fā)電機組中偏航的角度，與風力發(fā)電機組中檢測偏航角度的結構無關，并與風力發(fā)電機組中控制系統(tǒng)分離，所以在進行測試工作時直接使用本發(fā)明實施例的系統(tǒng)來實現，不需要更換或增加測量偏航角度傳感器，以及更改和增加機組控制程序，降低工作量，并且提高風力發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性。

在本發(fā)明實施例的一種實施方式中，偏航隨動部件202可以包括偏航齒輪，角度傳動單元101包括與偏航齒輪傳動連接的傳動齒輪。

其中，在風力發(fā)電機組中，偏航齒輪能夠使機艙實現偏航旋轉，為偏航隨動部件，所以可以通過偏航齒輪旋轉的角度來確定風機偏航的角度。為了配合偏航齒輪的旋轉，角度傳動單元101可以包括傳動齒輪，傳動齒輪與偏航齒輪傳動連接，兩者嚙合，在偏航齒輪旋轉時帶動傳動齒輪旋轉。

具體的，傳動齒輪可以為凸輪齒輪，凸輪齒輪包括凸輪軸，方便與角度采集單元102連接。

在本發(fā)明實施例的一種實施方式中，第一角度變比包括偏航齒輪與傳動齒輪的速比。

其中，第一角度變比可以通過偏航齒輪與傳動齒輪的速比確定。例如，偏航齒輪的齒數為143、傳動齒輪的齒數為10，則偏航齒輪旋轉一圈時，傳動齒輪的旋轉圈數為14.3，從而得出第一角度變比即為143:10。

圖6示出了根據本發(fā)明一實施例中旋轉角度采集方法的示意性流程圖。該旋轉角度采集方法可以用于如圖1至圖4中所示的旋轉角度采集系統(tǒng)，如圖6所示，該方法包括步驟301-步驟303。

301，接收角度采集單元102傳輸的角度數據。

302，確定角度傳動單元101與待采集設備之間的第一角度變比。

303，根據第一角度變比和角度數據，計算旋轉角度。

其中，由于在待采集設備旋轉時會帶動角度傳動單元101旋轉，所以待采集設備旋轉的角度與角度傳動單元101旋轉的角度之間存在映射關系，即為第一角度變比。在角度采集單元102采集了角度傳動單元101旋轉的角度數據后，控制單元103即可確定出采集的角度傳動單元101的傳動角度，進而確定出第一角度變比后，從而根據第一角度變比計算出與采集的角度傳動單元101的角度對應的待采集設備的旋轉角度，進而實現對待采集設備旋轉角度的采集。

需要說明的是，步驟301-步驟303中數據處理過程和原理與圖1所述實施例中控制單元103的數據處理過程和原理相同。

在本發(fā)明實施例的一種可選的實施方式中，步驟303可以具體執(zhí)行為如下過程。

3031，將角度數據轉換為角度傳動單元101旋轉的傳動角度；

3032，根據傳動角度和第一角度變比計算旋轉角度。

其中，在角度采集單元102采集角度傳動單元101的傳動角度后，可以將采集的角度值直接傳輸給控制單元103，控制單元103即可根據接收的角度數據直接確定采集的角度傳動單元101的角度。在角度采集單元102采集角度傳動單元101的傳動角度后，還可以將采集的角度值轉換為其他角度數據傳輸給控制單元103，控制單元103在接收到角度數據后，需要首先將角度數據轉換為采集的角度值，即傳動角度，然后根據轉換后的傳動角度和第一角度變比計算出采集的旋轉角度。

在本發(fā)明實施例的一種可選的實施方式中，角度采集單元102包括旋轉編碼器，角度數據為編碼數據。

步驟3031可以具體執(zhí)行為：將編碼數據轉為有效角度；基于旋轉編碼器與角度傳動單元101之間的第二角度變比，將有效角度轉換為傳動角度。

其中，基于旋轉編碼器采集的角度數據過程，控制單元103需要首先將編碼數據轉換為有效角度，即旋轉編碼器的轉軸轉動的角度，然后根據角度傳動單元101旋轉的傳動角度和旋轉編碼器旋轉的角度之間的映射關系，即第二角度變比，將有效角度轉化為角度傳動單元101旋轉的傳動角度。

具體的，將編碼數據轉為有效角度的步驟可以包括：解析角度數據，確定解析后數據中的高位數據和低位數據；根據預設公式、高位數據和低位數據計算編碼數據對應的角度值；當角度值大于預設門限時，將角度值與預設值的差確定為有效角度；當角度值小于或等于預設門限時，將角度值確定為有效角度。

其中，預設公式為公式1。在控制單元103接收到編碼數據后，需要將接收的編碼數據轉換為其計算的數據格式，數據格式包括高位數據和低位數據，高位數據的值等于高位數據的數值乘以低位數據允許的最大值。所以控制單元103首先解析編碼數據，然后根據解析后的數據中，確定出對應高位數據和低位數據，在結合預設公式1進行計算。在確定出角度值后，還需要確定出旋轉角度的方向。

需要說明的是，步驟3031-步驟3032中數據處理過程和原理與圖1所述實施例中控制單元103的數據處理過程和原理相同。

在本發(fā)明實施例的一種可選的實施方式中，待采集設備包括偏航齒輪，角度傳動單元101包括與偏航齒輪傳動連接的傳動齒輪，第一角度變比包括偏航齒輪與傳動齒輪的速比。

其中，當待采集設備包括偏航齒輪時，角度傳動單元101可以包括與偏航齒輪傳動連接的傳動齒輪，此時偏航齒輪與傳動齒輪之間的第一角度變比等于偏航齒輪與傳動齒輪的速比。

圖7示出了根據本發(fā)明又一實施例中旋轉角度采集方法的示意性流程圖。在本發(fā)明實施例中，旋轉角度采集方法在步驟303之后，還可以包括步驟304和步驟305。

304，當旋轉角度大于零時，根據第一映射關系計算旋轉角度的模值。

305，當旋轉角度小于零時，根據第二映射關系計算旋轉角度的模值。

其中，第一映射關系包括：旋轉角度的模值＝旋轉角度對360取模的值。第二映射關系包括：旋轉角度的模值＝360-旋轉角度對360取模的值。

在上述過程中，第一映射關系和第二映射關系中也可以乘除10的多次方來提高運算精確度，例如，第一映射關系為：旋轉角度的模值＝(旋轉角度擴大10倍后對360取模，再除以10的值)；第二映射關系為：旋轉角度的模值＝360-(旋轉角度擴大10倍后對360取模，再除以10的值)。

需要說明的是，步驟3031-步驟3032中數據處理過程和原理與圖1所述實施例中控制單元103的數據處理過程和原理相同。

本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發(fā)明的范圍。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。