雙向流水槽模擬潮汐的控制技術(shù)研究.pdf

1、在河工、水工模型試驗(yàn)中,潮汐的模擬試驗(yàn)一直是研究自然現(xiàn)象、防御自然災(zāi)害、河口治理及確定工程設(shè)施等的重要手段之一。本課題基于河海大學(xué)海岸災(zāi)害與防護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立的環(huán)境海洋風(fēng)暴潮雙向流水槽,研究出一套潮汐的模擬方法。該方法利用調(diào)和分析法分析潮汐,獲得潮汐預(yù)報(bào)數(shù)據(jù),進(jìn)而在控制系統(tǒng)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)報(bào)的潮汐的研究。
　　 文中首先闡述了河工物理模型試驗(yàn)及潮汐分析預(yù)報(bào)的發(fā)展?fàn)顩r,并研究了兩種模擬潮汐的基本方法,潮汐調(diào)和分析法與

2、自適應(yīng)控制方法。對(duì)前者從分潮的選擇、計(jì)算機(jī)上最小二乘法實(shí)現(xiàn)到各變量求解、結(jié)果分析等各方面進(jìn)行了詳細(xì)研究；對(duì)后者的介紹包括建模、參數(shù)估計(jì)等。在此基礎(chǔ)上描述了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與特點(diǎn),系統(tǒng)控制對(duì)象為環(huán)境海洋潮流實(shí)驗(yàn)水槽,生潮方式為尾門(mén)上溢水；系統(tǒng)為分布式I/O監(jiān)控系統(tǒng),核心控制機(jī)構(gòu)為PC機(jī),用來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行,另外,采用可編程控制器及遠(yuǎn)程I/O模塊用來(lái)處理水位數(shù)據(jù)。
　　 文中實(shí)現(xiàn)模擬的控制系統(tǒng)以“組態(tài)王”為主要軟件平臺(tái),完成對(duì)整個(gè)系

3、統(tǒng)資源的監(jiān)控和配置。利用MATLAB對(duì)輸入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)和分析,得到潮汐預(yù)報(bào)曲線(xiàn)；按照DDE協(xié)議設(shè)計(jì)完成MATLAB與“組態(tài)王”的通信,使預(yù)報(bào)曲線(xiàn)作為組態(tài)王中的設(shè)定曲線(xiàn)供控制算法使用。PAC及遠(yuǎn)程I/O模塊完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及處理、傳送正確的控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)等功能。最后,在“組態(tài)王”中通過(guò)PID控制算法得到系統(tǒng)調(diào)節(jié)輸出,控制尾門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu),得到模擬的預(yù)報(bào)潮汐,供研究使用。
　　 最后,基于文中給出的潮汐模擬方法,通過(guò)在雙向流水槽上