港池吸收式造波机控制系统研究

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2、月姑刮牲若巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取，论文中不包含其他得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢么处外人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得义津理工大学或？同工作的同志对本研其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＂日学住＾＾丈作者签名：签李期：年月口学位冷文皮托使用投权书本学位论文作者完全了解义津理工大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权义津理工大学可科将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，。意学校口或送论和电子查阅和借阅同向国家有关部机构交文的复本政供。文件）（保密论义在解密后适用本授权说明的学位隹沁丈作者签名：导师签名：学余、＼召日签可：日可期：占李期月签李年月知年主分类号：510.8010密级：天津理工大学研究生学位论文港池吸收式造波机控制系统研究（申请硕士学位）学科专业：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程作者姓名：周璇指导教师：田禾2016年2月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyf

4、ortheMaster’sDegreeResearchonControlSystemforBasinAbsorptionWaveMakersByZhouXuanSupervisorProf.TianHeFeb.2016摘要随着水利研究的兴起，为了更真实的模拟波浪对船舶、海洋工程建筑物等的影响，提高波浪模拟的精确度与准确度显得尤为重要。由于物理水池受到场地限制，波浪不可避免的造成二次反射，二次反射波改变了实验模型所受力学特性和统计特性，直接影响系统模拟波浪的稳定性与准确性。以往普通造波机既不能消除二次反射波对试验模型的影响，也不能模拟真实波浪对实

5、验模型的影响，因此大量研究人员开始研究具有主动吸收二次反射波功能的造波机，即主动吸收式造波机。现在一般吸收式造波机都采用传统吸收式造波控制理论。而传统吸收式造波机模拟波浪的控制算法从造波理论出发，包含了一些复杂的水动力学的推导，并在实际应用中做了一些近似与假设，因此该算法较为复杂，易产生延迟误差，且对二次反射波吸收率较低。为提高对二次反射波的吸收率并简化控制算法，本文通过研究传统吸收式造波理论，提出将吸收式造波系统看做为随动系统，依照随动系统的控制原理设计出了基于模糊PID控制算法的控制器，并应用到该系统中。本文结合实际港池的特点，通过与一般水

6、槽吸收式造波系统的对比，设计了港池吸收式造波系统的整体结构及其系统；基于位置闭环伺服控制，设计了控制系统的硬件以及硬件之间通讯与电路连接；并编写了运动控制器的控制程序。本文应用以上设计的港池吸收式造波系统，进行了规则波和不规则波的传统吸收式造波与模糊PID控制算法吸收式造波两种造波方法的试验对比。实验结果表明，两者的入射波波高与目标波波高的差值均符合JTJ/T234—2001《波浪模型试验规程》规定的要求；对试验段两波高传感器所采集的波面过程运用二点法进行入反射波分离，计算传统吸收式造波和模糊PID控制算法吸收式造波的吸收效率，结果表明与传统的

7、吸收式造波相比，基于模糊PID控制算法的吸收式造波对二次反射波的吸收率更高。因此，模糊PID控制算法适合应用于吸收式造波控制系统，而且计算简单，可实时调节控制参数，吸收二次反射波效果更好。关键词：吸收式造波二次反射波模糊控制随动系统AbstractWiththeemergenceofwaterconservancyresearch,inordertosimulatetheinfluencethatactualwavesofships,marineengineeringbuildings,etcmorerealistic,westudyhowto

8、improvetheprecisionandaccuracyofthewavesimulationisveryimportant.Duetophysi