一種基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式推板造波裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于船舶與海洋工程的試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式推板造波技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]造波技術(shù)是船舶和海洋工程實(shí)驗(yàn)室中必要的試驗(yàn)裝置，常見的造波技術(shù)分為兩種:推板式和搖板式。在中淺水水槽或水池中，主要采用推板式造波技術(shù)。由于水工建筑物及池壁的影響，反射波會(huì)在造波板上發(fā)生二次反射，從而使造波機(jī)產(chǎn)生的波浪與目標(biāo)波浪發(fā)生偏差，特別是長(zhǎng)時(shí)間的不規(guī)則波浪試驗(yàn)，二次反射的不利影響會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重偏差。為消除二次反射，目前我國(guó)大多數(shù)推板式造波機(jī)采用了基于水位反饋的主動(dòng)吸收式造波技術(shù)，該技術(shù)的基本原理是在造波板前設(shè)置一個(gè)或多個(gè)水位傳感器，通過測(cè)量到的反射波的波高信息，控制造波機(jī)產(chǎn)生一振幅相同、相位相反的波浪，進(jìn)而抵消反射波的影響。但水位傳感器存在著測(cè)量精度低，易受環(huán)境影響的缺點(diǎn)，且由于水位傳感器往往要安置于距離造波板一定距離的位置，測(cè)量到的并不是板前的實(shí)時(shí)水位，從而使得反射波的消除并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式推板造波裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式推板造波裝置，包括工控機(jī)、控制器、伺服電機(jī)、力矩傳感器、吸收濾波器和推板，工控機(jī)與控制器連接，用于傳輸造波機(jī)位置信號(hào);控制器與伺服電機(jī)相連，根據(jù)接收的信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);伺服電機(jī)通過機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)推板運(yùn)動(dòng);力矩傳感器位于伺服電機(jī)中，用來實(shí)時(shí)采集電機(jī)輸出扭矩;吸收濾波器一端與力矩傳感器連接，接收采集到的實(shí)時(shí)扭矩，另一端與控制器連接，將反饋修正后的運(yùn)動(dòng)信號(hào)發(fā)送給控制器。
[0006]本實(shí)用新型的造波方法如下，在無反射波作用在造波板上的情況下，通過伺服電機(jī)里的力矩傳感器實(shí)測(cè)產(chǎn)生波序列X(t)的理論扭矩值T(t)，在有建筑物存在后，波浪碰到建筑物后產(chǎn)生反射波，反射波傳播到推板處，會(huì)對(duì)推板產(chǎn)生壓力，此時(shí)通過力矩傳感器實(shí)測(cè)得到實(shí)際的扭矩1'’(0，1'’(仂反饋到吸收濾波器，吸收濾波器對(duì)1'(仂和1'’(0進(jìn)行比較分析，將力矩修正信號(hào)發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)力矩修正信號(hào)修正位置信號(hào)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)造波板在試驗(yàn)水槽中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，消除二次反射波的影響，產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的規(guī)則波或不規(guī)則波序列。
[0007]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的造波裝置具有精度高、受環(huán)境影響小，反饋信號(hào)獲取方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的造波技術(shù)可產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的規(guī)則波和隨機(jī)波序列，提高了波浪模型試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0008]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的造波技術(shù)流程圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]附圖標(biāo)記說明:
[0012]1-工控機(jī);2-控制器;3-伺服電機(jī);4-吸收濾波器;5-力矩傳感器;6-推板;7-試驗(yàn)水槽。
【具體實(shí)施方式】
[0013]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0014]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0015]本實(shí)用新型提供的基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式造波原理是，反射波的存在會(huì)影響推板受力，進(jìn)而影響伺服電機(jī)扭矩；因此，在造波過程中，利用力矩傳感器實(shí)時(shí)采集伺服電機(jī)的輸出扭矩，通過吸收濾波器與無反射條件下的理論扭矩進(jìn)行比較，實(shí)時(shí)反饋修正運(yùn)動(dòng)信號(hào)，達(dá)到主動(dòng)吸收式造波的目的。
[0016]基于以上原理，本實(shí)用新型提供了一種基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式推板造波裝置，包括工控機(jī)1、控制器2、伺服電機(jī)3、力矩傳感器5、吸收濾波器4和推板6，工控機(jī)I與控制器2連接，用于傳輸造波機(jī)位置信號(hào);控制器2與伺服電機(jī)3相連，根據(jù)接收的信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng);伺服電機(jī)3通過機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)造波推板6運(yùn)動(dòng)；力矩傳感器5位于伺服電機(jī)3中，用來實(shí)時(shí)采集電機(jī)輸出扭矩;吸收濾波器4 一端與力矩傳感器5連接，接收采集到的實(shí)時(shí)扭矩，另一端與控制器2連接，將反饋修正后的運(yùn)動(dòng)信號(hào)發(fā)送給控制器2。
[0017]工控機(jī)I產(chǎn)生造波板運(yùn)動(dòng)信號(hào)、運(yùn)動(dòng)信號(hào)傳遞給控制器2、控制器2控制伺服電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)、力矩傳感器5測(cè)量伺服電機(jī)3扭矩、吸收濾波器4比較測(cè)量扭矩與理論扭矩并將修正信號(hào)反饋給控制器2、控制器2用修正后運(yùn)動(dòng)信號(hào)控制伺服電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)、伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)造波推板6運(yùn)動(dòng)。
[0018]本實(shí)用新型的造波方法具體為，在無反射波作用在造波板上的情況下，通過伺服電機(jī)3里的力矩傳感器5實(shí)測(cè)產(chǎn)生波序列X(t)的理論扭矩值T(t)，在有建筑物存在后，波浪碰到建筑物后產(chǎn)生反射波，反射波傳播到推板6處，會(huì)對(duì)推板6產(chǎn)生壓力，此時(shí)通過力矩傳感器5實(shí)測(cè)得到實(shí)際的扭矩1'’(0，1'’(0反饋到吸收濾波器4，吸收濾波器4對(duì)1'(0和1'’(0進(jìn)行比較分析，將力矩修正信號(hào)發(fā)送給控制器2，控制器2根據(jù)力矩修正信號(hào)修正位置信號(hào)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)3，帶動(dòng)造波板6在試驗(yàn)水槽7中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，消除二次反射波的影響，產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的規(guī)則波或不規(guī)則波序列。
[0019]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式推板造波裝置，其特征在于:包括工控機(jī)、控制器、伺服電機(jī)、力矩傳感器、吸收濾波器和推板，工控機(jī)與控制器連接，用于傳輸造波機(jī)位置信號(hào);控制器與伺服電機(jī)相連，根據(jù)接收的信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);伺服電機(jī)通過機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)推板運(yùn)動(dòng);力矩傳感器位于伺服電機(jī)中，用來實(shí)時(shí)采集電機(jī)輸出扭矩;吸收濾波器一端與力矩傳感器連接，接收采集到的實(shí)時(shí)扭矩，另一端與控制器連接，將反饋修正后的運(yùn)動(dòng)信號(hào)發(fā)送給控制器。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于力矩反饋的主動(dòng)吸收式推板造波裝置，包括工控機(jī)、控制器、伺服電機(jī)、力矩傳感器、吸收濾波器和推板，工控機(jī)與控制器連接，用于傳輸造波機(jī)位置信號(hào)；控制器與伺服電機(jī)相連，根據(jù)接收的信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；伺服電機(jī)通過機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)推板運(yùn)動(dòng)；力矩傳感器位于伺服電機(jī)中，用來實(shí)時(shí)采集電機(jī)輸出扭矩；吸收濾波器一端與力矩傳感器連接，接收采集到的實(shí)時(shí)扭矩，另一端與控制器連接，將反饋修正后的運(yùn)動(dòng)信號(hào)發(fā)送給控制器。本實(shí)用新型的造波技術(shù)精度高、受環(huán)境影響小，反饋信號(hào)獲取方便。該造波技術(shù)可產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的規(guī)則波和隨機(jī)波序列，提高了波浪模型試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G01M10/00
【公開號(hào)】CN205352654
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521144440
【發(fā)明人】陳漢寶, 張鵬, 陳松貴, 魏仁哲, 張華慶, 王收軍, 周然, 陳廣來, 周艷朝, 張二林, 左志剛
【申請(qǐng)人】交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日