【摘要】： 造波作為一項重要的試驗技術(shù)，造波機作為一種重要的試驗裝置，在船舶、港口、海岸工程、海洋工程等領(lǐng)域占有重要的位置。造波機及其相應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上的應用，是造波機設(shè)計的基礎(chǔ)，也是造波機控制的理論依據(jù)。本文敘述造波理論和造波機的發(fā)展，國內(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，把自動控制的概念和理論運用于吸收式造波機的控制。 目前，交流伺服造波機標志了國外造波機的先進性，引領(lǐng)了國內(nèi)造波機的發(fā)展趨勢。交流伺服造波機，在機械上，主要由滾珠絲杠、滾珠導軌和造波板組成；在電氣上，主要由交流伺服電動機、驅(qū)動器、運動控制器和PC機組成。在16單元交流伺服搖板式水池造波機和交流伺服單板推板式水槽造波機上，運動控制的編程已經(jīng)實現(xiàn)。在基于美國NI公司的LabWindows/CVI虛擬儀器編程平臺，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)采集和實時顯示、波譜分析和統(tǒng)計分析等。 吸收式造波機在結(jié)構(gòu)上與普通造波機相同，只是在造波板上增加了浪高傳感器。吸收式造波機是從造波理論的角度上對這類造波機的一種命名，它在造波的同時，做與反射波相位相反的運動，從而消除造波板的二次反射波。從自動控制的角度上來說，它是全閉環(huán)控制的造波機。它在造波板位置內(nèi)環(huán)控制的基礎(chǔ)上，增加了瞬時波高的外環(huán)控制，可稱為波形反饋，而普通造波機是位置反饋。為研究吸收式造波技術(shù)，在0.4m寬，15m長的玻璃水槽上安裝了一臺交流伺服單板推板式造波機，編寫和調(diào)試了普通式造波程序、主動吸收程序、吸收式造波程序，采集波高和計算調(diào)整推板位置每秒1000次。測試數(shù)據(jù)表明，在主動式吸收的工況下，水面能快速平靜；在吸收式造波工況下，波高自動調(diào)整到給定值，波形穩(wěn)定性好。在吸收式造波機的控制中，，實時的數(shù)字濾波和實時的控制算法是關(guān)鍵。
【圖文】：

武漢理工大學碩士學位論文圖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來運動產(chǎn)生波浪;設(shè)波浪高度為H;波長為兄，周期為T。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)采用交流伺服電機驅(qū)動，主要分為以下幾個部分組成:造波板、機械框架、伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。圖3一1能夠具體的說明交流伺服造波系統(tǒng)的組成12‘]。:交漣伺皿電機甩月而「.一~}運動拄翻器聲愜獷、卜一，一曰育電、圖3一1基于交流伺服電機的搖板式造波機系統(tǒng)框圖3.2交流伺服電機及驅(qū)動器3.2.，造波機驅(qū)動方式一般造波機的驅(qū)動方式有三種:電機驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和液壓驅(qū)動。它們各有優(yōu)缺點，且適用范圍不同。命電機驅(qū)動。其優(yōu)點是:體積小，電機啟動容易，控制性能好，快速響應
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：P715

【引證文獻】

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本文編號：2629901