CN108919710A - 基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统 - Google Patents

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涂佳黄
张志豪
梁经群
胡刚
邓旭辉
郭小刚
夏明�
邹琼
张平
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

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Abstract

本发明公开的基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，包括海洋能收集装置及与之控制交互的传感器、数据采集仪、控制电脑及旋转外壳控制器；设定海洋管道，将旋转外壳控制器分段设置在所述海洋管道上，并于所述旋转外壳控制器分段设置位的上下端面分别设置海洋能收集装置；所述管道外壳附着旋转电机及与之供电连接的蓄电池，通过所述传感器收集海洋管道周围流体数据传给所述数据收集仪，所述数据收集仪连接控制电脑后反馈数据至控制旋转外壳电机实现数据交流，通过电脑对外壳的旋转速度进行调节，以达到最佳控制效果。这样可以大幅地提升减弱管道振动效果，装置结构设计较简单便于实施与控制，也减少了设计制造成本。

Description

基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统
技术领域
本发明涉及海洋能收集装置应用技术领域，尤其涉及一种基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统。
背景技术
近些年来，人们已经提出了很多种形式的被动控制型措施，并发表了大量有关实验及数值研究的文献。破动控制装置在海洋工程界得到了广泛应用，包括；表面突起型(螺纹、线条、翼片等)、裹覆型(穿孔、丝网、控制杆和轴向板条等)和近尾流稳定器(飘带、整流罩、分隔板、导向翼、底排和狭缝等)。它们的基本原理都是通过减少流动分离、降低表面压强差及从而减弱管道振动。然而多数结构简单的减弱措施具有单向性特征,减弱管道振动的效果不是很出色，结构复杂的全向性减弱措施性能较好，但没有充分利用海洋能、设计制造和安装成本较高，并且往往会造成主管应力的增加,还存在不稳定性等问题。因此，为发展更具成本效益和性能更加优良的减弱措施，需要开展更多的创新型研究。
尤其在现有技术中大多数采用被动控制装置，其减弱管道振动效果不是很理想，且耗能较大，不经济。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，有效解决上述技术问题。
为有效解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，所述控制系统包括以下组成：
(1)系统架构设定：包括海洋能收集装置及与之控制交互的传感器、数据采集仪、控制电脑及旋转外壳控制器；
(2)设定海洋管道，将旋转外壳控制器分段设置在所述海洋管道上，并于所述旋转外壳控制器分段设置位的上下端面分别设置海洋能收集装置；
(3)所述管道外壳附着旋转电机及与之供电连接的蓄电池，通过所述传感器收集海洋管道周围流体数据传给所述数据收集仪，所述数据收集仪连接控制电脑后反馈数据至控制旋转外壳电机实现数据交流。
特别的，所述海洋能收集装置提供电能给所述管道外壳旋转电机，所述外壳旋转电机转动使得通过管道的流体分布状态发生改变，实现流体对管道的作用力会减弱从而减弱管道振动。
特别的，附着在海洋管道上的传感器将管道上的应变与位移变化转化成电信号，电信号传给控制端的数据收集仪，数据收集仪将电信号打包处理传给控制电脑。
特别的，所述控制电脑根据电信号数据分析可得管道的受力与运动状态从而进一步判别是否加大外壳旋转电机转动或减小外壳旋转电机转动，其中：控制电脑控制海洋能收集装置的蓄电池能量输出的大小来控制外壳旋转电机的旋转速度，最终达到对管道的稳定有效的控制。
本发明的有益效果为：本发明提供的基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，采用主动控制装置，且带有海洋能收集装置，通过在管道外设置的旋转外壳，改变管道周围的流场分布特性，减小阻力与减弱管道振动；根据传感器传回的数据，通过电脑对外壳的旋转速度进行调节，以达到最佳控制效果；大幅地提升减弱管道振动效果，装置结构设计较简单便于实施与控制，减少设计制造成本；另一方面组合了海洋能收集装置，形成了较智能化的系统设备，当海洋管道受到较大流体冲击时，管道振动与应力较大，但海洋能收集装置收集的能量也增大，通过系统进一步控制旋转外壳进而来减弱管道振动、减少阻力，形成一个平衡稳定的系统。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统组成结构示意图；
图2是本发明基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统的电信号流程图。
具体实施方式
实施例1：
如图1及图2所示，本实施例提供的基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统：所述控制系统包括以下组成：
(1)系统架构设定：包括海洋能收集装置及与之控制交互的传感器、数据采集仪、控制电脑及旋转外壳控制器；
(2)设定海洋管道，将旋转外壳控制器分段设置在所述海洋管道上，并于所述旋转外壳控制器分段设置位的上下端面分别设置海洋能收集装置；
(3)所述管道外壳附着旋转电机及与之供电连接的蓄电池，通过所述传感器收集海洋管道周围流体数据传给所述数据收集仪，所述数据收集仪连接控制电脑后反馈数据至控制旋转外壳电机实现数据交流。
所述海洋能收集装置提供电能给所述管道外壳旋转电机，所述外壳旋转电机转动使得通过管道的流体分布状态发生改变，实现流体对管道的作用力会减弱从而减弱管道振动。附着在海洋管道上的传感器将管道上的应变与位移变化转化成电信号，电信号传给控制端的数据收集仪，数据收集仪将电信号打包处理传给控制电脑。所述控制电脑根据电信号数据分析可得管道的受力与运动状态从而进一步判别是否加大外壳旋转电机转动或减小外壳旋转电机转动，其中：控制电脑控制海洋能收集装置的蓄电池能量输出的大小来控制外壳旋转电机的旋转速度，最终达到对管道的稳定有效的控制。
申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某步骤，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的方法，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些步骤的其它实施方式。
本实施例具体设计方案如下：
通过海洋能收集装置提供电能给管道外壳旋转电机，外壳旋转电机转动使得通过管道的流体分布状态发生改变，这样流体对管道的作用力会减弱从而减弱管道振动，附着在管道上的传感器将管道上的应变与位移变化转化成电信号，电信号传给控制端的数据收集仪，数据收集仪将电信号打包处理传给计算机，计算机根据电信号数据分析可得管道的受力与运动状态从而进一步判别是否加大外壳旋转电机转动或减小外壳旋转电机转动，计算机控制海洋能收集装置的蓄电池能量输出的大小来控制外壳旋转电机的旋转速度。
本实施例中区别于现有技术的技术路线为：
采用主动控制装置，且带有海洋能收集装置，通过在管道外设置的旋转外壳，改变管道周围的流场分布特性，减小阻力与减弱管道振动；根据传感器传回的数据，通过电脑对外壳的旋转速度进行调节，以达到最佳控制效果；大幅地提升减弱管道振动效果，装置结构设计较简单便于实施与控制，减少设计制造成本；另一方面组合了海洋能收集装置，形成了较智能化的系统设备，当海洋管道受到较大流体冲击时，管道振动与应力较大，但海洋能收集装置收集的能量也增大，通过系统进一步控制旋转外壳进而来减弱管道振动、减少阻力，形成一个平衡稳定的系统。
申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括以下组成：
(1)系统架构设定：包括海洋能收集装置及与之控制交互的传感器、数据采集仪、控制电脑及旋转外壳控制器；
(2)设定海洋管道，将旋转外壳控制器分段设置在所述海洋管道上，并于所述旋转外壳控制器分段设置位的上下端面分别设置海洋能收集装置；
(3)所述管道外壳附着旋转电机及与之供电连接的蓄电池，通过所述传感器收集海洋管道周围流体数据传给所述数据收集仪，所述数据收集仪连接控制电脑后反馈数据至控制旋转外壳电机实现数据交流。
2.根据权利要求1所述基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，其特征在于，所述海洋能收集装置提供电能给所述管道外壳旋转电机，所述外壳旋转电机转动使得通过管道的流体分布状态发生改变，实现流体对管道的作用力会减弱从而减弱管道振动。
3.根据权利要求1所述基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，其特征在于，附着在海洋管道上的传感器将管道上的应变与位移变化转化成电信号，电信号传给控制端的数据收集仪，数据收集仪将电信号打包处理传给控制电脑。
4.根据权利要求1所述基于海洋能收集装置应用的旋转外壳主动控制系统，其特征在于，所述控制电脑根据电信号数据分析可得管道的受力与运动状态从而进一步判别是否加大外壳旋转电机转动或减小外壳旋转电机转动，其中：控制电脑控制海洋能收集装置的蓄电池能量输出的大小来控制外壳旋转电机的旋转速度，最终达到对管道的稳定有效的控制。
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