基于网络运动控制的大功率造波机技术研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要在实验水池或水槽中模拟海上大波高波浪的运动现象，进而研究波浪对海洋工程与港口建筑物的作用，可为工程设计与科学实验提供可靠的依据，然而研制大功率不规则波造波机进行物理模型实验具有重要意义。本文介绍了造波机研制技术的现状与发展趋势。介绍了运动控制技术与运动控制系统的特点及其分类，深入研究了运动控制系统的控制方式及本系统中使用的运动控制网络。结合课题的要求和特点，选定最佳造波方式并对其原理作了简单阐述。通过理论计算，在设计的最大载荷下对电机进行选型，最终选择了SIEMENS1FT6系列电机，并选择了SIMOTIO

2、ND系列控制器与SINAMICSS120驱动器作为其控制与驱动单元。详细介绍了整个系统的硬件组成及软件设计。上位机软件完全基于MFC开发平台，完成上位机波浪文件的生成及对下位控制器的控制。下位控制器基于SCOUT平台，使用MCC与ST语言，完成造波运动及寻零、CAM曲线生成、实时监测、故障处理等。并利用Winsock与ST语言编写了基于TCP／IP的网络通讯软件，实现上位机与下位控制器之间的数据传输及控制命令的实现。最后介绍了系统实验的结果，论证了大功率电机应用于造波机控制系统的可行性。论文通过研制大功率造波机控制系统，利用SIMOT

3、ION运动控制器与SIEMENS1FT6电机，研制出了大功率电机驱动的控制精确的高性能大型造波机，并通过实验数据与理论计算对比，论证了其可行性。填补了国内在这方面的空白。关键词：造波机；运动控制系统；大功率；网络控制基于网络运动控制的大功率造波机技术研究ResearchofthetechnologyoftheHigh—powerMotionControlSystemofWaveMakerBasedonNetworkAbstractSimulatingmovementofhighseawaveinthewavetankorbasinan

4、dmakingresearchintotheactionofseawaveoncoastalandoffshorestructurescouldprovidethereliablebasisforengineeringdesignandscientificexperimentation．Thehigh-powerwavemakeristhekeyproblemfortherealizationofthephysicalmodeltest．Tmspaperintroducestheactualityanddevelopmenttrend

5、oftechnologyofdevelopingwavemaker．Italsointroducesmotioncontroltechnologyandvarietyandcharactersofmotioncontrolsystem．Godeepintotheresearchofcontrolmethodsofmotioncontrolsystemandmotioncontrolnetworkinthissystem．Accordingtotheproject’Srequirementsandfeature，selectthebes

6、ttypeofgeneratingwaveandexplaintheworkingmechanismbriefly．Throughtheoreticalcalculations，selectmotorinthedesignofmaximumload．Atlast．thefinalchoiceisSIEMENS1FT6seriesmotor．andweselectSIMOTIONDseriescontrollerandSINAMICSS120driveasitscontrolanddriveunit．Indetaildescribeth

7、eentiresystemofhardwareconnectionsandsoftwaredesign．HostcomputersoftwaredevelopmentisentirelybasedonMFCplatformtocompletethewavefilegenerationandthecontr01ofslavecontroller．SlavecontrollersoftwareisbasedonSCOUTplatformtocompletemakingwave，homing，CAMcurvegeneration，real—

8、timemonitoring，troubleshootingandSOon，andthelanguageisMCCandST．UsingWinsockandSTlanguagesbasedonTCP／IP，complet