【摘要】： 造波作為一項(xiàng)重要的試驗(yàn)技術(shù)，造波機(jī)作為一種重要的試驗(yàn)裝置，在船舶、港口、海岸工程、海洋工程等領(lǐng)域占有重要的位置。造波機(jī)及其相應(yīng)的造波理論已有上百年的歷史。 造波理論是波浪理論在造波機(jī)上的應(yīng)用，是造波機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是造波機(jī)控制的理論依據(jù)。本文敘述造波理論和造波機(jī)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，闡述基本的造波理論和吸收式造波理論，把自動(dòng)控制的概念和理論運(yùn)用于吸收式造波機(jī)的控制。 目前，交流伺服造波機(jī)標(biāo)志了國(guó)外造波機(jī)的先進(jìn)性，引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)造波機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。交流伺服造波機(jī)，在機(jī)械上，主要由滾珠絲杠、滾珠導(dǎo)軌和造波板組成；在電氣上，主要由交流伺服電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器和PC機(jī)組成。在16單元交流伺服搖板式水池造波機(jī)和交流伺服單板推板式水槽造波機(jī)上，運(yùn)動(dòng)控制的編程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在基于美國(guó)NI公司的LabWindows/CVI虛擬儀器編程平臺(tái)，完成了集成化的造波軟件系統(tǒng)，包括通訊、系統(tǒng)設(shè)置、二維規(guī)則波生成、二維不規(guī)則波生成、數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)顯示、波譜分析和統(tǒng)計(jì)分析等。 吸收式造波機(jī)在結(jié)構(gòu)上與普通造波機(jī)相同，只是在造波板上增加了浪高傳感器。吸收式造波機(jī)是從造波理論的角度上對(duì)這類(lèi)造波機(jī)的一種命名，它在造波的同時(shí)，做與反射波相位相反的運(yùn)動(dòng)，從而消除造波板的二次反射波。從自動(dòng)控制的角度上來(lái)說(shuō)，它是全閉環(huán)控制的造波機(jī)。它在造波板位置內(nèi)環(huán)控制的基礎(chǔ)上，增加了瞬時(shí)波高的外環(huán)控制，可稱(chēng)為波形反饋，而普通造波機(jī)是位置反饋。為研究吸收式造波技術(shù)，在0.4m寬，15m長(zhǎng)的玻璃水槽上安裝了一臺(tái)交流伺服單板推板式造波機(jī)，編寫(xiě)和調(diào)試了普通式造波程序、主動(dòng)吸收程序、吸收式造波程序，采集波高和計(jì)算調(diào)整推板位置每秒1000次。測(cè)試數(shù)據(jù)表明，在主動(dòng)式吸收的工況下，水面能快速平靜；在吸收式造波工況下，波高自動(dòng)調(diào)整到給定值，波形穩(wěn)定性好。在吸收式造波機(jī)的控制中，，實(shí)時(shí)的數(shù)字濾波和實(shí)時(shí)的控制算法是關(guān)鍵。
【圖文】：

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圖2一1搖板造波參數(shù)示意圖如圖2一1為推導(dǎo)搖板造波理論公式的參數(shù)示意圖。設(shè)水深為h;造波板水面下垂直深度為l;水面處搖幅為E;造波板以振幅A來(lái)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生波浪;設(shè)波浪高度為H;波長(zhǎng)為兄，周期為T(mén)。波浪傳播方向設(shè)為正，x軸與水池底部平面重合，y軸與造波板的處在垂直位置時(shí)重合，且方向向上。搖板上不同水深處搖板的搖幅e:e妙)e(y)二0E，二下(y一h+I)lo‘夕‘(h一l)(h一l)<y‘h(2一1)搖板的水平位移:x=e妙)sin口t(2一2)搖板的水平速度:一畜一‘，，。。S�！�(2一3)搖板的水平加速度:的“=麗=一留匕妙)斑，，口‘(2一4)式中

3.1交流伺服造波系統(tǒng)的組成交流伺服造波系統(tǒng)采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主要分為以下幾個(gè)部分組成:造波板、機(jī)械框架、伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。圖3一1能夠具體的說(shuō)明交流伺服造波系統(tǒng)的組成12‘]。:交漣伺皿電機(jī)甩月而「.一~}運(yùn)動(dòng)拄翻器聲愜獷、卜一，一曰育電、圖3一1基于交流伺服電機(jī)的搖板式造波機(jī)系統(tǒng)框圖3.2交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器3.2.，造波機(jī)驅(qū)動(dòng)方式一般造波機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有三種:電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，且適用范圍不同。命電機(jī)驅(qū)動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是:體積小，電機(jī)啟動(dòng)容易，控制性能好，快速響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：P715

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃振興;高軍偉;官晟;楊建軍;岳震霞;;基于LabVIEW的搖板式造波機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版);2010年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 欒亮亮;L形港池吸收式造波機(jī)系統(tǒng)的研究[D];天津理工大學(xué);2010年

2 李立飛;原形大水槽造波系統(tǒng)的前期研究[D];天津理工大學(xué);2011年

3 李宏偉;數(shù)值水池造波方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

4 顧敏芳;針對(duì)船舶的PATRAN_FLUENT的接口開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2010年

5 楊建軍;室內(nèi)小型多功能風(fēng)浪水槽控制系統(tǒng)研究[D];青島大學(xué);2010年

6 趙靖;基于齒輪同步功能的大功率造波機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2012年

7 劉瑩;二維波浪水槽的構(gòu)建及其在斜坡堤上的越浪數(shù)值模擬研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

8 陳永富;基于多控制器多軸同步的造波機(jī)技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2629901