發(fā)布時間：2020-07-16 19:07

【摘要】：在海洋工程領域,造波機是一種十分重要的大型實驗設備,其可以在實驗室環(huán)境中模擬海洋波浪。對研究波浪作用對于海洋建筑物及船舶的影響,提供了有利的實驗條件。研究造波機控制系統(tǒng)對于開發(fā)海洋資源,發(fā)展海上經濟具有重大的現實意義。本文結合造波機的發(fā)展歷史和工作原理,以及對運動控制器技術和控制網絡技術的研究,設計了一種基于EtherCAT網絡的多控制器同步的造波機控制系統(tǒng)。深入研究了EtherCAT網絡的時鐘同步原理和同步觸發(fā)機制,分析了多個控制器間時鐘同步的過程,基于EtherCAT的同步觸發(fā)機制,提出了一種延遲補償算法,解決了由于上電時刻不同導致的多控制器間多軸運動不同步的問題,有效的提高了多控制器間的同步性。同時,設計了造波機軟件控制系統(tǒng),采用MFC技術開發(fā)了上位機控制軟件,采用德國BECKHOFF公司的TwinCAT平臺開發(fā)了下位機控制軟件。上位機與下位機之間采用BECKHOFF的ADS通信技術傳輸控制指令。針對上位機生成的波浪數據過大的問題,采用FTP協議傳輸波浪數據文件的解決方案;同時下位機采用雙緩存交替讀取文件的方式讀取波浪數據,滿足了實時運動控制對數據的使用要求。由于FTP協議可以傳輸較大的波浪數據文件,因此,下位機不必再進行插值運算,提高了造波的精度。另外,設計了一個64位的變量表示運行中的各種錯誤信息,可以精確到每根軸的錯誤,上位機對此變量注冊異步通知,可以實時獲得下位機的故障信息,并且使用Easylogging++日志工具對故障信息進行日志記錄,方便日后查看。最后,在實驗室中搭建了實驗平臺,驗證了多控制器間控制的同步性,以及整個系統(tǒng)解決方案的可行性。本設計給出的解決方案,為研制三維主動吸收式的水池造波機系統(tǒng),提供了有力的技術支持和保障。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P75

【參考文獻】

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1 劉輝;林威;王培盛;張欽宇;;EtherCAT時鐘同步技術研究[J];計算機測量與控制;2014年11期

2 鄭文濤;姚木林;蘭波;張波;;水池搖板式造波機傳遞函數研究[J];船舶力學;2011年11期

3 杜品圣;工業(yè)以太網技術的介紹和比較[J];儀器儀表標準化與計量;2005年05期

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1 楊洪齊;造波機主動吸收技術研究[D];大連理工大學;2016年

2 李宏偉;造波理論與方法研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

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1 王延國;基于EtherCAT總線的串聯型分布式數據采集系統(tǒng)的設計與實現[D];大連理工大學;2016年

2 任計羽;EtherCAT從站軟件的設計與實現[D];中國科學院研究生院（光電技術研究所）;2014年

3 金旭;嵌入式運動控制器交互系統(tǒng)設計[D];浙江大學;2014年

4 張根華;實時以太網EtherCAT網絡研究及在多軸運動中的應用[D];南昌航空大學;2012年

5 王國河;基于實時以太網EtherCAT的多軸網絡運動控制系統(tǒng)設計[D];華南理工大學;2012年

6 徐福榮;基于網絡的造波機運動控制系統(tǒng)研究[D];大連理工大學;2007年

7 張亞群;造波機的控制及其實現[D];武漢理工大學;2007年

8 金乃高;液壓伺服多向不規(guī)則波造波機控制系統(tǒng)的設計與實現[D];大連理工大學;2002年

本文編號：2758390