造波机

摘要： 传统PID方法在实现电液伺服造波机位置跟踪控制时,存在精度低、适应性差等不足,无法满足造波机系统的设计需求。为改善系统控制性能,提出电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制方法。首先建立造波机电液伺服系统的数学模型,并推导位置伺服控制系统中各环节的传递函数,然后设计了模糊自适应PID前馈补偿控制器,并运用MATLAB/Simulink实现了控制系统的设计和仿真。在造波机不同工况下,对比传统PID控制、模糊自适应PID控制和模糊自适应PID前馈补偿控制3种控制策略的仿真结果。结果表明:所提出的模糊自适应PID前馈控制方法能有效提高造波机电液伺服系统的动态性能和位置控制精度,并具有较强的自适应能力。

摘要： 波浪是海岸工程、港口工程、船舶和海洋工程中需要考虑的主要荷载因素。目前研究波浪载荷的主要技术手段是在试验水池放置缩小的结构物模型,并模拟现场的波浪环境,从而实现波浪载荷的精确测量,为工程设计提供科学依据。造波机是试验室模拟波浪环境的关键设备,其运动控制系统的性能直接关系到模型试验的精准度。本文介绍一种基于EtherCAT网络的大型造波机运动控制系统,该系统具有良好的同步运动性能,并具有良好的扩展性,可为先进造波方法研究提供设备平台。

摘要： 在港口工程、水利工程及海洋工程研究领域,常借助水槽或水池等设施进行物理模型实验研究.主动吸收式造波技术可以有效解决实验室造波过程中的二次反射问题,在水池中生成高质量的模拟波浪场,按照比尺充分还原实际海况.文章从反馈信号类型的角度出发,回顾和论述了基于板上波高信号反馈、板前波高信号反馈以及力信号的三种主动吸收式造波技术的发展与应用,总结对比各种技术在传感器性能、系统稳定性和适用范围等方面的优势与不足,并分析了主动吸收式造波技术的核心与难点,最后结合国内外发展现状,分析发展趋势并提出发展建议.

摘要： 该文介绍了国内首个圆形水池造波机平台,该平台为笔者所在研究院自主研发产品,目前在国内拥有技术领先性和唯一性.该造波机平台整体结构为圆形,采用推板式造波方式,控制系统采用基于EtherCAT总线的多轴运动控制系统.该水池除了能模拟常规波浪外,还能在圆形水池内模拟出强非线性波与类似字符的波面,生成各种不同全向波浪,相较于传统的矩形波浪水池,其对方向波浪具有优越的适应性,特别是生成三维全向孤立波、聚焦波方面能力突出.鉴于此,该文给出了基于聚焦波理论的初步研究结果,其成果证明了圆形水池造波机模拟极端海况的能力,可开展深远海海洋技术装备的可靠性与生存性试验.

摘要： 运动单元是多向谱造波机的关键部件,且设计空间受到造波单元宽度的制约.为保证运动单元既满足尺寸要求,又满足强度和刚度要求,本文从以下两方面展开研究:首先详细介绍了造波机理论参数计算、关键元器件选型和造波能力校核,确保造波机的能够满足设计要求.然后基于PTC CREO建立了简化后的运动单元三维模型,导入ANSYS Workbench的Mechanical Modeler模块进行网格划分及加载,经分析计算可知,运动单元的强度和刚度能够满足实际需求.

摘要： 针对目前大型伺服阀控制式造波装置操作复杂、费用昂贵的问题,研制出一种转阀控制式造波机控制系统,用于教学与科研实验,主要对造波控制系统中伺服电动机转速的输入控制、直线步进电动机轴向位移输入控制和系统供油压力控制进行了设计和应用,并对所研制的转阀控制式造波平台进行了实验研究,分析了造波实验平台输入控制参数对波幅和波长的影响.研究结果表明,转阀控制式造波系统易于生成调试不同波幅和波长的规则波浪,使得进行研究和实验教学操作过程更为直观简单,对于进行水动力学课程教学示范以及研究具有参考价值.

摘要： 针对秦皇岛近海海域7、8月份海浪浪高特点以及实验需要,结合平推式造波机和摇摆式造波机的性能特点,提出一种推摇组合式造波机新方案.以微幅波理论为基础,对平推造波和摇摆造波两种工作模式的主要设计及工作性能参数进行理论分析与推导,并利用MATLAB 2016 M语言建立推导结果的数学模型,计算得到平推造波和摇摆造波两种工作模式的主要设计及工作性能参数.确定了推摇组合式造波机的设计方案,根据受力分析和仿真计算结果,验证了此方案的可行性.

摘要： 在海洋工程领域中,常采用在水池或水槽等设施中进行物理模型试验的方法研究问题。在试验中造波机是实现造波模拟的核心基础装备,但在造波过程中,往往会产生二次反射,这对于试验是非常不利的,因此我们需要消除反射波,消波方法有两种——被动消波和主动消波,目前主动消波成为消波技术中的主流。在综合分析国内外试验水池与造波技术的现状的基础上,结合工程实际的需要,指出现有的主动消波方法存在的问题,总结造波机的消波技术。

摘要： 为了使运用于某波浪水池中的推板式造波机达到技术要求的最大波高,确定造波机运动结构的设计参数及伺服驱动结构的选型参数,介绍了造波参数的计算流程,分析了造波参数的计算方法,以MATLAB 2010b为开发平台,运用其自身的M语言进行编程,建立了造波参数的计算模型.基于造波参数的计算方法以及MATLAB建立的计算模型,运用M语言编程绘制造波机的参数限制曲线图,通过造波参数计算结果和参数限制曲线图确定了造波机的参数.研究结果表明:运动结构的设计参数和驱动结构的选型参数可以满足造波机的技术要求.

摘要： 本发明提供了一种L型造波机造波信号生成方法、装置和L型造波机，属于实验室波浪的物理模拟技术领域。本发明提供的L型造波机造波信号生成方法、装置和L型造波机，利用全域内的目标波浪信息，直接求解运动连轴运动离散方程，得到计算造波信号。不同于传统的线性解析解方法，该方法是一种时域内数值微分方法，完全考虑波浪的非线性，无须在频域内求解复杂的水动力传递函数，有效提高了模拟精度和效率，减少了造波板运动过程中的不协调现象，大幅简化了程序，增加了波浪物理模拟的稳定性和实效性。在造波机结构上，将两边相接处设置成圆弧过渡段，从而保证了波浪空间分布的连续性和均匀性，有效避免了无效波浪区的形成。

摘要： 本发明L型造波机的拐角处造波的方法包括：在由纵造波板、弧形造波板和横造波板所形成图中建立一个坐标系，在不同水深下，L型造波机在拐角处造波造出目标波浪的平均速度为Vx和Vy，在正弦波的一个循环周期内，选择至少50个时间点，分别计算出在上述至少50个时间点处的每个推进装置的Vx和Vy；然后利用差分法计算顺序为1、2……n的推进装置在上述正弦波的一个循环周期内至少50个时间点的推进位移，将n个推进装置在上述至少50个时间点处的推进位移输入给控制装置，控制装置分别对n个推进装置的推进位移进行控制，重复上述循环，造出行进方向与X轴的夹角为的0.5*d*sin(wt)目标波浪。

摘要： 本发明提供了一种水池造波机的波浪模拟方法、装置和造波设备，属于实验室波浪的物理模拟技术领域。本发明提供的水池造波机的波浪模拟方法、装置和造波设备，利用虚拟波浪域与物理波浪域联合(即“全域”)的办法，通过建立并数值离散两个域之间的完全非线性动边界微分方程，直接求得造波信号。不同于传统的线性解析解方法，该方法完全考虑波浪的非线性，无须在频域内求解复杂的水动力传递函数，有效提高了模拟精度和效率，减少了造波板运动的不协调现象，增加了波浪物理模拟的稳定性和实效性。而且，方法具有普适性、通用性，可适应于传统的单边直线型造波机、L型造波机、矩形造波机、圆形造波机，或者其他更复杂的平面任意形态造波机系统。

摘要： 本发明提供了一种L型造波机造波信号生成方法、装置和L型造波机，属于实验室波浪的物理模拟技术领域。本发明提供的L型造波机造波信号生成方法、装置和L型造波机，利用全域内的目标波浪信息，直接求解运动连轴运动离散方程，得到计算造波信号。不同于传统的线性解析解方法，该方法是一种时域内数值微分方法，完全考虑波浪的非线性，无须在频域内求解复杂的水动力传递函数，有效提高了模拟精度和效率，减少了造波板运动过程中的不协调现象，大幅简化了程序，增加了波浪物理模拟的稳定性和实效性。在造波机结构上，将两边相接处设置成圆弧过渡段，从而保证了波浪空间分布的连续性和均匀性，有效避免了无效波浪区的形成。

摘要： 本发明公开了一种基于螺母旋转式滚珠丝杠港池造波机的造波方法，所述造波机包括固定框架、推波板、导向装置和驱动及传动装置，其中：所述推波板装配于所述固定框架内，在驱动及传动装置的驱动作用下沿所述固定框架前后移动；所述导向装置包括固定于所述固定框架上的导轨和固定于所述推波板顶部的滑块；造波方法包括以下步骤：启动伺服电机时，第二同步带轮转动，其通过同步带带动第一同步带轮转动，第一同步带轮带动螺母旋转，螺母旋转的同时沿着丝杠前后移动，如此带动推波板在所述固定框架内前后移动，推波板前后移动时，滑块沿着导轨前后移动，起到导向的作用，推波板前后移动的时候推动水体移动，进行造波。

摘要： 本发明公开了一种不完全齿轮齿条造波机装置及其造波方法，属于造波实验技术领域。本发明的一种不完全齿轮齿条造波机装置包括不完全齿轮、齿条结构、固定滑块机构、造波板、支撑结构、造波浮球、实验水槽和伺服电机与驱动器等组成的控制系统，其结构简单、易于装卸、成本低廉且容易搭建，可以灵活选择造波模式，即在伺服电机驱动运转的情况下均能实现推板、点波源或间歇性造波，并可以通过调整造波板角度在控制系统下造出不同频率和波幅的水波，为周期性结构或超材料结构调控水波的研究提供一种新的实验技术。

摘要： 本发明提供了一种水池造波机的波浪模拟方法、装置和造波设备，属于实验室波浪的物理模拟技术领域。本发明提供的水池造波机的波浪模拟方法、装置和造波设备，利用虚拟波浪域与物理波浪域联合(即“全域”)的办法，通过建立并数值离散两个域之间的完全非线性动边界微分方程，直接求得造波信号。不同于传统的线性解析解方法，该方法完全考虑波浪的非线性，无须在频域内求解复杂的水动力传递函数，有效提高了模拟精度和效率，减少了造波板运动的不协调现象，增加了波浪物理模拟的稳定性和实效性。而且，方法具有普适性、通用性，可适应于传统的单边直线型造波机、L型造波机、矩形造波机、圆形造波机，或者其他更复杂的平面任意形态造波机系统。

摘要： 本发明公开了一种便于拆装的可调节造波宽度的造波机，涉及波浪模拟设备领域，其主要解决了使用造波机时，若造波机某一个部件损坏，不便于拆卸的问题，此装置主要包括固定台，固定台上设有固定机构、升降机构、控制器、造波机构，将此装置安装在泳池内一侧，在向泳池内加水使，空心箱体受水的浮力上方，将造波板安装，启动电动伸缩杆伸长和缩短，进行造波，在需要拆卸维修时，将泳池内的水排出，造波板在重力的作用下，向下方移动，从而将造波板拆卸，便于进行维修。本发明的有益效果是，不使用螺栓连接或焊接将造波板连接，通过水的浮力，可便于将造波板进行安装拆卸，使用方便。

摘要： 本实用新型公开了一种便于拆装的可调节造波宽度的造波机，涉及波浪模拟设备领域，其主要解决了使用造波机时，若造波机某一个部件损坏，不便于拆卸的问题，此装置主要包括固定台，固定台上设有固定机构、升降机构、控制器、造波机构，将此装置安装在泳池内一侧，在向泳池内加水使，空心箱体受水的浮力上方，将造波板安装，启动电动伸缩杆伸长和缩短，进行造波，在需要拆卸维修时，将泳池内的水排出，造波板在重力的作用下，向下方移动，从而将造波板拆卸，便于进行维修。本实用新型的有益效果是，不使用螺栓连接或焊接将造波板连接，通过水的浮力，可便于将造波板进行安装拆卸，使用方便。

摘要： 本实用新型涉及造波机领域，特别涉及一种自动造波机的造波装置，包括有机架、动力装置和造波单元，所述动力装置固定安装在机架上，造波单元设置在机架前端，所述动力装置包括有滚珠丝杆、伺服电机、线性导轨和推杆，滚珠丝杆呈水平状态安装在机架上，伺服电机固定安装在机架上并且伺服电机的输出端与滚珠丝杆的输入端传动连接，滚珠丝杆的两侧分别安装一根线性导轨，所述滚珠丝杆的螺母座上设置有安装座，所述安装座上设置有两个滑块，每个滑块分别于一个线性导轨滑动配合，推杆的一端与安装座铰接，造波单元的背部设置有第二铰接座，推杆的另一端与第二铰接座铰接，可以满足不同试验场地水池或者水槽的需要。