雙向流水槽模擬潮汐的控制技術(shù)研究.pdf

1、在河工、水工模型試驗中,潮汐的模擬試驗一直是研究自然現(xiàn)象、防御自然災(zāi)害、河口治理及確定工程設(shè)施等的重要手段之一。本課題基于河海大學(xué)海岸災(zāi)害與防護(hù)教育部重點實驗室建立的環(huán)境海洋風(fēng)暴潮雙向流水槽,研究出一套潮汐的模擬方法。該方法利用調(diào)和分析法分析潮汐,獲得潮汐預(yù)報數(shù)據(jù),進(jìn)而在控制系統(tǒng)上進(jìn)行程序設(shè)計,實現(xiàn)對預(yù)報的潮汐的研究。
　　 文中首先闡述了河工物理模型試驗及潮汐分析預(yù)報的發(fā)展?fàn)顩r,并研究了兩種模擬潮汐的基本方法,潮汐調(diào)和分析法與

2、自適應(yīng)控制方法。對前者從分潮的選擇、計算機(jī)上最小二乘法實現(xiàn)到各變量求解、結(jié)果分析等各方面進(jìn)行了詳細(xì)研究；對后者的介紹包括建模、參數(shù)估計等。在此基礎(chǔ)上描述了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與特點,系統(tǒng)控制對象為環(huán)境海洋潮流實驗水槽,生潮方式為尾門上溢水；系統(tǒng)為分布式I/O監(jiān)控系統(tǒng),核心控制機(jī)構(gòu)為PC機(jī),用來監(jiān)控系統(tǒng)運行,另外,采用可編程控制器及遠(yuǎn)程I/O模塊用來處理水位數(shù)據(jù)。
　　 文中實現(xiàn)模擬的控制系統(tǒng)以“組態(tài)王”為主要軟件平臺,完成對整個系

3、統(tǒng)資源的監(jiān)控和配置。利用MATLAB對輸入實測數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)和分析,得到潮汐預(yù)報曲線；按照DDE協(xié)議設(shè)計完成MATLAB與“組態(tài)王”的通信,使預(yù)報曲線作為組態(tài)王中的設(shè)定曲線供控制算法使用。PAC及遠(yuǎn)程I/O模塊完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及處理、傳送正確的控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)等功能。最后,在“組態(tài)王”中通過PID控制算法得到系統(tǒng)調(diào)節(jié)輸出,控制尾門執(zhí)行機(jī)構(gòu),得到模擬的預(yù)報潮汐,供研究使用。
　　 最后,基于文中給出的潮汐模擬方法,通過在雙向流水槽上