【摘要】：在海洋工程領(lǐng)域,造波機(jī)是一種十分重要的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備,其可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中模擬海洋波浪。對(duì)研究波浪作用對(duì)于海洋建筑物及船舶的影響,提供了有利的實(shí)驗(yàn)條件。研究造波機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于開發(fā)海洋資源,發(fā)展海上經(jīng)濟(jì)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合造波機(jī)的發(fā)展歷史和工作原理,以及對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器技術(shù)和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究,設(shè)計(jì)了一種基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的多控制器同步的造波機(jī)控制系統(tǒng)。深入研究了EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步原理和同步觸發(fā)機(jī)制,分析了多個(gè)控制器間時(shí)鐘同步的過程,基于EtherCAT的同步觸發(fā)機(jī)制,提出了一種延遲補(bǔ)償算法,解決了由于上電時(shí)刻不同導(dǎo)致的多控制器間多軸運(yùn)動(dòng)不同步的問題,有效的提高了多控制器間的同步性。同時(shí),設(shè)計(jì)了造波機(jī)軟件控制系統(tǒng),采用MFC技術(shù)開發(fā)了上位機(jī)控制軟件,采用德國(guó)BECKHOFF公司的TwinCAT平臺(tái)開發(fā)了下位機(jī)控制軟件。上位機(jī)與下位機(jī)之間采用BECKHOFF的ADS通信技術(shù)傳輸控制指令。針對(duì)上位機(jī)生成的波浪數(shù)據(jù)過大的問題,采用FTP協(xié)議傳輸波浪數(shù)據(jù)文件的解決方案;同時(shí)下位機(jī)采用雙緩存交替讀取文件的方式讀取波浪數(shù)據(jù),滿足了實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制對(duì)數(shù)據(jù)的使用要求。由于FTP協(xié)議可以傳輸較大的波浪數(shù)據(jù)文件,因此,下位機(jī)不必再進(jìn)行插值運(yùn)算,提高了造波的精度。另外,設(shè)計(jì)了一個(gè)64位的變量表示運(yùn)行中的各種錯(cuò)誤信息,可以精確到每根軸的錯(cuò)誤,上位機(jī)對(duì)此變量注冊(cè)異步通知,可以實(shí)時(shí)獲得下位機(jī)的故障信息,并且使用Easylogging++日志工具對(duì)故障信息進(jìn)行日志記錄,方便日后查看。最后,在實(shí)驗(yàn)室中搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了多控制器間控制的同步性,以及整個(gè)系統(tǒng)解決方案的可行性。本設(shè)計(jì)給出的解決方案,為研制三維主動(dòng)吸收式的水池造波機(jī)系統(tǒng),提供了有力的技術(shù)支持和保障。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P75

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 劉輝;林威;王培盛;張欽宇;;EtherCAT時(shí)鐘同步技術(shù)研究[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2014年11期

2 鄭文濤;姚木林;蘭波;張波;;水池?fù)u板式造波機(jī)傳遞函數(shù)研究[J];船舶力學(xué);2011年11期

3 杜品圣;工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的介紹和比較[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量;2005年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 楊洪齊;造波機(jī)主動(dòng)吸收技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2016年

2 李宏偉;造波理論與方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 王延國(guó);基于EtherCAT總線的串聯(lián)型分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2016年

2 任計(jì)羽;EtherCAT從站軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2014年

3 金旭;嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2014年

4 張根華;實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)研究及在多軸運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用[D];南昌航空大學(xué);2012年

5 王國(guó)河;基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT的多軸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2012年

6 徐福榮;基于網(wǎng)絡(luò)的造波機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2007年

7 張亞群;造波機(jī)的控制及其實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2007年

8 金乃高;液壓伺服多向不規(guī)則波造波機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2758390