港池吸收式造波機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著水利研究的興起，為了更真實(shí)的模擬波浪對船舶、海洋工程建筑物等的影響，提高波浪模擬的精確度與準(zhǔn)確度顯得尤為重要。由于物理水池受到場地限制，波浪不可避免的造成二次反射，二次反射波改變了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退芰W(xué)特性和統(tǒng)計(jì)特性，直接影響系統(tǒng)模擬波浪的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。以往普通造波機(jī)既不能消除二次反射波對試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠绊?，也不能模擬真實(shí)波浪對實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠绊懀虼舜罅垦芯咳藛T開始研究具有主動(dòng)吸收二次反射波功能的造波機(jī)，即主動(dòng)吸收式造波機(jī)。
　　現(xiàn)在一

2、般吸收式造波機(jī)都采用傳統(tǒng)吸收式造波控制理論。而傳統(tǒng)吸收式造波機(jī)模擬波浪的控制算法從造波理論出發(fā)，包含了一些復(fù)雜的水動(dòng)力學(xué)的推導(dǎo)，并在實(shí)際應(yīng)用中做了一些近似與假設(shè)，因此該算法較為復(fù)雜，易產(chǎn)生延遲誤差，且對二次反射波吸收率較低。為提高對二次反射波的吸收率并簡化控制算法，本文通過研究傳統(tǒng)吸收式造波理論，提出將吸收式造波系統(tǒng)看做為隨動(dòng)系統(tǒng)，依照隨動(dòng)系統(tǒng)的控制原理設(shè)計(jì)出了基于模糊PID控制算法的控制器，并應(yīng)用到該系統(tǒng)中。本文結(jié)合實(shí)際港池的特點(diǎn)，通

3、過與一般水槽吸收式造波系統(tǒng)的對比，設(shè)計(jì)了港池吸收式造波系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)；基于位置閉環(huán)伺服控制，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件以及硬件之間通訊與電路連接；并編寫了運(yùn)動(dòng)控制器的控制程序。
　　本文應(yīng)用以上設(shè)計(jì)的港池吸收式造波系統(tǒng)，進(jìn)行了規(guī)則波和不規(guī)則波的傳統(tǒng)吸收式造波與模糊PID控制算法吸收式造波兩種造波方法的試驗(yàn)對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩者的入射波波高與目標(biāo)波波高的差值均符合JTJ/T234—2001《波浪模型試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的要求；對試驗(yàn)段