CN202451359U - 一种模拟波浪的闭环控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模拟波浪的闭环控制装置，包括波浪模拟系统的水域场(1)、变频驱动器(6)、推波挡板(4)、波浪能检测装置(9)和计算机(7)，所述的波浪模拟系统的水域场(1)的一端安装有推动盘(3)和推波挡板(4)，所述的推波挡板(4)被偏置地安装于推动盘(3)上，推波挡板(4)的中心转轴水平安装于波浪模拟系统的水域场(1)的两侧，所述的推动盘(3)依次与变频驱动电机(5)、变频驱动器(6)和计算机(7)相连，所述的波浪模拟系统的水域场(1)内放置有波浪传感器(8)和波浪能转换装置(9)。本实用新型整个操作过程简单稳定可靠，当设置一个指定的波浪能数值后，在很短的时间内，系统就进入稳定的模拟运行环境。

Description

一种模拟波浪的闭环控制装置

技术领域

本实用新型属能源转换模拟装置技术领域，特别是涉及一种模拟波浪的闭环控制装置。

背景技术

作为水域场模拟参数中重要一个环节的便是模拟波浪的形成。正像人们所熟知的那样，在海洋、江海湖泊中，波浪所存储的能量是非常之巨大。

为了获需这些能量为民所用，在不改变水域外部环境的条件下，将这些波浪能转变为电能，造福于人类，这是波浪换能装置的核心内容，然而要研发、设计这种装置，必须在人工的条件下创建一种模拟的波浪环境、在水域中具有能设定参数的波浪，以满足波浪能换能器的设计需求。

建造一个可设置波浪参数的，具有可控可调节的水域波浪环境成为一种必需，当改变一些设定值后，波浪将随之发生变化，在波浪产生后的若干时序内，波浪的特质参数将趋于稳定，因此，将波浪换能装置的设计研发变为可能。当波浪换能装置有持续改进和优化需求时，稳定并可控的波浪外部环境为设计者提供了极大的方便。

波浪的形成和控制过程又分成了二种不同的状态，即静态水域型和动态水域型。在不同的水域场中，波浪对波浪能换能装置所产生的影响，将被设计者以数值的形式加以量化，因此，波浪状态的稳定条件将决定了设计过程的可靠性和稳定性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可设置波浪参数的，具有可控可调节的水域波浪环境的模拟波浪的闭环控制装置，为波浪能换能装置的设计提供极大的方便。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种模拟波浪的闭环控制装置，波浪模拟系统的水域场、变频驱动器、推波挡板、波浪能检测装置和计算机，所述的波浪模拟系统的水域场的一端安装有推动盘和推波挡板，所述的推波挡板被偏置地安装于推动盘上，推波挡板的中心转轴水平安装于波浪模拟系统的水域场的两侧，所述的推动盘依次与变频驱动电机、变频驱动器和计算机相连，所述的波浪模拟系统的水域场内放置有波浪传感器和波浪能检测装置。

所述的变频驱动电机为带有变速机构的变频驱动电机。

所述的计算机是由DSP+FPGA构成的专用计算机系统，接收的波浪参数指令，输出至变频驱动器，当变频驱动器运行后，将采集波浪传感器的实际测得值，进行对比运算，用以调整输出，修改波浪参数值。

有益效果

本实用新型是一种可设置波浪参数的、具有可控可调节的水域波浪环境的模拟波浪的闭环控制装置，当改变一些设定值后，波浪将随之发生变化，在波浪产生后的若干时序内，波浪的特质参数将趋于稳定，由于能做到这点，因此，将波浪换能装置的设计研发变为可能。当波浪换能装置有持续改进和优化需求时，本实用新型为波浪能换能装置的设计提供极大的方便。本实用新型整个操作过程简单稳定可靠，当设置一个指定的波浪能数值后，在很短的时间内，系统就进入稳定的模拟运行环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型计算机控制原理图。

图3为本实用新型计算机控制流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-3所示，包括波浪模拟系统的水域场1、变频驱动器6、推波挡板4、波浪能检测装置9和计算机7，所述的波浪模拟系统的水域场1的一端安装有推动盘3和推波挡板4，所述的推波挡板4被偏置地安装于推动盘3上，推波挡板4的中心转轴水平安装于波浪模拟系统的水域场1的两侧，所述的推动盘3依次与变频驱动电机5、变频驱动器6和计算机7相连，所述的波浪模拟系统的水域场1内放置有波浪传感器8和波浪能检测装置9。

下面对照附图详细说明每个部件的作用：

波浪模拟系统的水域场1、造波的载体水源。

波浪2，在波浪推动挡板的作用下，产生一定量的波浪。

推动盘3，当电机旋转时，将带动此推动盘往复运动，带动推波挡板的运动。

推波挡板4，是产生波浪的能量直接传递装置。

带有变速机构的变频驱动电机5，该电机具有可变速、可调速功能，在变频驱动器的控制下，将依照给定的推板速度运行。

变频驱动器6，该驱动器将根据计算机给出的调速参数，经过驱动器内部的调节控制板的变频处理，依照了给定的值，使控制电机稳定在给定的转速值上运行。

DSP+FPGA构成的专用计算机系统7，将接收操作员给予的波浪参数指令，输出至变频驱动器6，当驱动器运行后，将采集波浪传感器的实际测得值，进行对比运算，用以调整输出，修改波浪参数值。(原理图见附图2)

波浪传感器8，其负责将波浪的能量采集检测后传递给计算机系统，为计算机系统的参数调整提供依据。

波浪能检测装置9，本区域为工作平台区域。所需要波浪环境的换能装置在这里将得到给定的、稳定波浪能，用于设计新的波浪能换能装置或优化设计参数等等。

本实用新型的工作过程是这样的。

整个装置分成二大区域：

(1)、造波设备区域(波浪能发生)

该区域主要是为产生波浪能的设备而设置。

(2)、模拟波浪能工作区域

该区域就是所谓的工作模拟试验平台，被测的波浪换能装置将在这个环境中，在设定的参数的环境条件下运行。

当操作者(波浪换能装置的设计者或操作工)在计算机上设定所需的波浪能后，计算机首先将进行指数的量化转移，变成变频驱动装置6能接受的数值信号。

在此信号的给定后，变频驱动器将产生电机旋转的调速运行功率电能，将使变频电机旋转，电机旋转后将带动推动盘旋转3，由于推波挡板是被偏置地安装于推动盘3上，而且其中心位置能转动，因此，推动盘3旋转后带动推波挡板的前后位置移动(也有上下分量的运动)，产生了波浪能。

此时，波浪传感器将采集到的波浪能信息传递给计算机系统，计算机系统将进行调整，然后反复上述的过程，直到产生的波浪能趋于稳定，将稳定在操作者给予的设定值。

当波浪能稳定后，在本装置的工作区域(即9的位置)，波浪能换能装置的设计与调试工作就能得以进行。

不难发现，本实用新型的波浪能模拟运行环境是直接为波浪能设计者提供了一个必不可少的设计优化试验平台，在设计与试验过程中，由于其波浪能、水流能的环境可复制，因此，为该领域的设计者提供了一种业内不可缺少的模拟试验平台。

由于该系统采用了计算机系统模拟操作的方法，因此，整个操作过程简单稳定可靠，当设置一个指定的波浪能数值后，在很短的时间内，系统就进入稳定的模拟运行环境。

Claims (3)

1.一种模拟波浪的闭环控制装置，包括波浪模拟系统的水域场（1）、变频驱动器（6）、推波挡板（4）、波浪能检测装置（9）和计算机（7），其特征在于：所述的波浪模拟系统的水域场（1）的一端安装有推动盘（3）和推波挡板（4），所述的推波挡板（4）被偏置地安装于推动盘（3）上，推波挡板（4）的中心转轴水平安装于波浪模拟系统的水域场（1）的两侧，所述的推动盘（3）依次与变频驱动电机（5）、变频驱动器（6）和计算机（7）相连，所述的波浪模拟系统的水域场（1）内放置有波浪传感器（8）和波浪能检测装置（9）。

2.根据权利要求1所述的一种模拟波浪的闭环控制装置，其特征在于：所述的变频驱动电机（5）为带有变速机构的变频驱动电机。

3.根据权利要求1所述的一种模拟波浪的闭环控制装置，其特征在于：所述的计算机（7）是由DSP+FPGA构成的专用计算机系统。 

Images