一種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)及測量修正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)，包括底座支架、浪高儀和浪高測量控制系統(tǒng)，所述的底座支架由底盤和與底盤垂直相連接的支柱構(gòu)成，底盤上設(shè)置有水箱，支柱的上端通過懸伸架對應(yīng)水箱并列安置有伺服電動缸和伺服電機(jī)，其中伺服電動缸的內(nèi)部連接有絲桿，絲桿的下端通過固定部件連接有懸掛在水箱中用于安置浪高儀的框架；所述伺服電機(jī)下端并列安置有伺服電機(jī)驅(qū)動器和編碼器；所述伺服電機(jī)驅(qū)動器、編碼器和浪高儀通過導(dǎo)線分別與浪高測量控制系統(tǒng)相連接。本發(fā)明能夠?qū)烁邇x的精度進(jìn)行測量甄別和模擬出船舶試驗中所需要的規(guī)則波波形，且不占用造波設(shè)施，成本低，操作方便。本發(fā)明還公開了一種用于浪高儀浪高測量精度的修正方法。
【專利說明】
一種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)及測量修正方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于船舶與海洋工程測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種浪高測量系統(tǒng)及方法，更具體地說，涉及一種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)及測量修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在船舶與海洋工程試驗領(lǐng)域，想了解船舶、海洋結(jié)構(gòu)物、防波堤等耐波性，很多試驗都需要對水面波浪的浪高進(jìn)行測量分析。浪高儀是常用的一種波浪測量儀器，在船舶模型試驗中應(yīng)用廣泛，浪高儀對浪高測量結(jié)果的精度關(guān)系著整個試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在做試驗前有必要關(guān)注所用浪高儀測量浪高的精度。
[0003]目前在實驗室里使用最多的就是電容式浪高儀，這種類型浪高儀的精度會隨著時間不斷降低，如果在試驗前進(jìn)行人工測定，一是測量誤差較大，二是只能測量靜態(tài)的幾個水位高度，無法測量試驗中需要的規(guī)則波波形。如果把浪高儀放置到真實水池或水槽中進(jìn)行實際測量，反復(fù)安裝費(fèi)時費(fèi)力，調(diào)試成本很高，而且試驗設(shè)備造出的波形也有誤差。
[0004]如何能在試驗前在設(shè)計波高范圍內(nèi)測量甄別每個浪高儀測量的精度，且不占用昂貴的試驗設(shè)備，為后續(xù)浪高數(shù)據(jù)的修正提供依據(jù)，是值得關(guān)注的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷，提供一種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在船舶與海洋工程領(lǐng)域試驗前測量甄別浪高儀測量的精度，能精確模擬試驗中所需要的規(guī)則波波形，設(shè)計波高范圍內(nèi)的所有浪高點(diǎn)都能被覆蓋，不占用昂貴的試驗設(shè)備，為后續(xù)浪高數(shù)據(jù)的修正提供依據(jù)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)，包括底座支架1、浪高儀8和浪高測量控制系統(tǒng)11，所述的底座支架I由底盤和與底盤垂直相連接的支柱構(gòu)成，所述底盤上設(shè)置有水箱9，所述支柱的上端通過懸伸架對應(yīng)水箱9并列安置有伺服電動缸2和伺服電機(jī)3，其中伺服電動缸2的內(nèi)部連接有絲桿4，所述絲桿4的下端通過固定部件7連接有懸掛在水箱9中用于安置浪高儀8的框架;所述伺服電機(jī)3下端并列安置有伺服電機(jī)驅(qū)動器5和編碼器6，其中伺服電機(jī)驅(qū)動器5用于驅(qū)動伺服電機(jī)3，編碼器6用于信號反饋，形成閉環(huán)控制；所述伺服電機(jī)驅(qū)動器5、編碼器6和浪高儀8通過導(dǎo)線分別與所述的浪高測量控制系統(tǒng)11相連接。
[0009]上述所述的浪高測量控制系統(tǒng)11由放大器11-1、數(shù)據(jù)采集器11-2、運(yùn)動控制器11-
3、工控機(jī)11-4組成，所述浪高儀8的信號經(jīng)放大器11-1放大后由數(shù)據(jù)采集器11-2進(jìn)行采集，采集到的數(shù)據(jù)送入工控機(jī)11-4中，工控機(jī)11-4通過運(yùn)動控制器11-3發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器5來精確控制伺服電機(jī)3，同時接收編碼器6的反饋信號，形成閉環(huán)控制。
[0010]上述所述的水箱9內(nèi)裝有水，水中還放置有消波材料1。
[0011]上述所述的消波材料10為是金屬卷肩或合成纖維絲。
[0012]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是:
[0013]一種浪高儀浪高測量精度的修正方法，包括以下步驟:
[0014]步驟一:接通系統(tǒng)電源，打開浪高測量控制系統(tǒng)11進(jìn)行系統(tǒng)初始化后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，伺服電動缸2的絲桿4伸出至初始位置，調(diào)整水箱9水位至浪高儀8標(biāo)定中點(diǎn)位置。
[0015]步驟二:在浪高測量控制系統(tǒng)11中輸入波高、周期和采樣頻率參數(shù)，設(shè)置步進(jìn)位移量，步進(jìn)位移量最小值為0.1mm，最大值為Icm，最小單位0.1mm，浪高測量控制系統(tǒng)11自動采集浪高儀8當(dāng)前水位為零點(diǎn)位置，通過編碼器6的反饋信號記錄伺服電動缸2的絲桿4當(dāng)前位置為初始位置，并把這些初始數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
[0016]步驟三:按照設(shè)定的步進(jìn)位移量，采用步進(jìn)測量方式來進(jìn)行浪高儀8浪高精度測量，即每次使浪高儀8運(yùn)動的行程等于設(shè)定的步進(jìn)位移量。浪高測量控制系統(tǒng)11發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器5，伺服電機(jī)驅(qū)動器5驅(qū)動伺服電機(jī)3使伺服電動缸2的絲桿4每次運(yùn)動的行程等于步進(jìn)位移量，同時浪高測量控制系統(tǒng)11接收編碼器6的反饋信號，不斷調(diào)整輸出的控制信號，精確控制絲桿4每次的位移量。
[0017]步驟四:從浪高儀8的零點(diǎn)位置開始，絲桿4先向下運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，之后采集浪高儀8的浪高數(shù)據(jù)，按照設(shè)定的采樣頻率采集十個數(shù)據(jù)點(diǎn)并計算平均值作為采集浪高數(shù)據(jù)，采集絲桿4相對于初始點(diǎn)的位移量，行程大于初始點(diǎn)記錄為正值，行程小于初始點(diǎn)記錄為負(fù)值，采集到的位移量作為標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，并把采集浪高數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于設(shè)定的浪高值，絲桿停止向下運(yùn)動。
[0018]步驟五:絲桿4每次向上運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，采集浪高儀8的浪高數(shù)據(jù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于負(fù)的設(shè)定浪高值，絲桿4停止運(yùn)動。
[0019]步驟六:絲桿4每次向下運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，采集浪高儀8的浪高數(shù)據(jù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于零，即絲桿4重新回到初始位置，絲桿4停止運(yùn)動，結(jié)束步進(jìn)測量方式。
[0020]步驟七:根據(jù)設(shè)置的浪高參數(shù)，采用模擬波形方式進(jìn)行浪高儀精度測量，即通過控制浪高儀圍繞零點(diǎn)位置做簡諧運(yùn)動，從而模擬出試驗中需要的正弦波波形。浪高測量控制系統(tǒng)11根據(jù)浪高參數(shù)利用PID算法進(jìn)行計算后，發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器5，伺服電機(jī)驅(qū)動器5驅(qū)動伺服電機(jī)3使伺服電動缸2的絲桿4圍繞初始位置做正弦運(yùn)動，浪高測量控制系統(tǒng)11接收編碼器6的反饋信號，不斷調(diào)整輸出的控制信號，精確控制絲桿4的位移量，從而模擬出試驗中需要的規(guī)則波波形，同時采集浪高儀的浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，測量10個正弦周期后停止。
[0021]步驟八:根據(jù)試驗需要，可以選擇是否測試?yán)烁邇x8的動態(tài)響應(yīng)性能。如果需要測試，浪高測量控制系統(tǒng)11會逐漸減小模擬的正弦波形的周期，每個周期測試3次，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)與采集浪高數(shù)據(jù)之間的差值大于設(shè)定值，停止測試，存儲最小周期數(shù)據(jù)。
[0022]步驟九:以圖表和文件形式輸出標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)與采集浪高數(shù)據(jù)對比結(jié)果，浪高測量控制系統(tǒng)11回到待機(jī)狀態(tài)。
[0023]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)所具有的特點(diǎn)和有益效果主要是:
[0024]能夠分別以步進(jìn)方式和模擬波形方式對浪高儀的精度進(jìn)行測量甄別，按照浪高儀采集浪高數(shù)據(jù)的精度在試驗設(shè)計波高范圍內(nèi)連續(xù)覆蓋了所有浪高點(diǎn)，可以精確模擬出船舶試驗中所需要的規(guī)則波波形，為浪高儀的測量精度提供了一個全局參照標(biāo)準(zhǔn)，且不占用造波設(shè)施，成本低，操作方便，能夠針對每個浪高儀提供修正數(shù)據(jù)，提高了浪高儀的浪高測量精度，完全可以滿足船舶與海洋工程試驗領(lǐng)域?qū)烁邷y量的需求。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是浪高測量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0027]圖3是浪高儀浪高測量精度修正方法的流程框圖
[0028]圖中:1.底座支架、2.伺服電動缸、3.伺服電機(jī)、4.絲桿、5.伺服電機(jī)驅(qū)動器、6.編碼器、7.固定部件、8.浪高儀、9.水箱、10.消波材料、11.浪高測量控制系統(tǒng)、11-1.放大器、11-2.數(shù)據(jù)采集器、11 -3.運(yùn)動控制器、1-4.工控機(jī)。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]如圖1至圖2所示，為本發(fā)明的一種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)，包括底座支架1、浪高儀8和浪高測量控制系統(tǒng)11，所述的底座支架I由底盤和與底盤垂直相連接的支柱構(gòu)成，所述底盤上設(shè)置有水箱9，所述支柱的上端通過懸伸架對應(yīng)水箱9并列安置有伺服電動缸2和伺服電機(jī)3，其中伺服電動缸2的內(nèi)部連接有絲桿4，所述絲桿4的下端通過固定部件7連接有懸掛在水箱9中用于安置浪高儀8的框架;所述伺服電機(jī)3下端并列安置有伺服電機(jī)驅(qū)動器5和編碼器6，其中伺服電機(jī)驅(qū)動器5用于驅(qū)動伺服電機(jī)3，編碼器6用于信號反饋，形成閉環(huán)控制;所述伺服電機(jī)驅(qū)動器5、編碼器6和浪高儀8通過導(dǎo)線分別與所述的浪高測量控制系統(tǒng)11相連接。
[0031 ]上述所述的水箱9內(nèi)裝有水，水中還放置有消波材料10。
[0032]上述所述的消波材料10為是金屬卷肩或合成纖維絲。
[0033]上述所述的浪高測量控制系統(tǒng)11由放大器11-1、數(shù)據(jù)采集器11-2、運(yùn)動控制器11-
3、工控機(jī)11-4組成，浪高儀8的信號經(jīng)放大器11-1放大后由數(shù)據(jù)采集器11-2進(jìn)行采集，采集到的數(shù)據(jù)送入工控機(jī)11-4中，工控機(jī)11-4通過運(yùn)動控制器11-3發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器5來精確控制伺服電機(jī)3，同時接收編碼器6的反饋信號，形成閉環(huán)控制。
[0034]測量前，按附圖1所示，把待測試的浪高儀8通過固定部件7與絲桿4進(jìn)行剛性連接。水箱9水平放置于底座支架I，水箱9內(nèi)裝有液體水，水箱9內(nèi)四周及下部放置一些消波材料10，優(yōu)選的消波材料10可以是金屬卷肩或合成纖維絲。接通設(shè)備電源，打開浪高測量控制系統(tǒng)11進(jìn)行設(shè)備初始化后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，伺服電動缸2的絲桿4伸出至初始位置，初始位置可以是行程滿量程一半位置，也可以根據(jù)實際情況設(shè)置為其它位置，但要保證初始位置的上下最大行程大于要測量的波高。把浪高儀8浸沒到水中，使得弓弦中部標(biāo)記位置位于水平面處，準(zhǔn)備開始測量。
[0035]測量時，附圖1所示，先在浪高測量控制系統(tǒng)11中輸入波高、周期和采樣頻率參數(shù)，設(shè)置步進(jìn)位移量，步進(jìn)位移量最小值為0.1mm，最大值為I Cm，最小單位0.1mm，步進(jìn)位移量一般設(shè)置為待測試?yán)烁邇x8采集浪高數(shù)據(jù)的分辨率，如果不確定則采用默認(rèn)值0.1mm作為步進(jìn)位移量，同時選擇是否需要測試動態(tài)響應(yīng)性能。浪高測量控制系統(tǒng)11自動采集浪高儀當(dāng)前水位為零點(diǎn)，通過編碼器6的反饋信號記錄伺服電動缸2的絲桿4當(dāng)前位置為初始位置，并把這些初始數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。按照設(shè)定的步進(jìn)位移量，采用步進(jìn)方式來進(jìn)行浪高儀精度測量，即每次使浪高儀8運(yùn)動的行程等于設(shè)定的步進(jìn)位移量。浪高測量控制系統(tǒng)11發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器5，伺服電機(jī)驅(qū)動器5驅(qū)動伺服電機(jī)3使伺服電動缸2的絲桿4每次運(yùn)動的行程等于步進(jìn)位移量，同時浪高測量控制系統(tǒng)11接收編碼器6的反饋信號，不斷調(diào)整輸出的控制信號，精確控制絲桿4每次的位移量。從浪高儀8的零點(diǎn)位置開始，絲桿4先向下運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，之后采集浪高儀8的浪高數(shù)據(jù)，按照設(shè)定的采樣頻率采集十個數(shù)據(jù)點(diǎn)并計算平均值作為采集浪高數(shù)據(jù)，采集絲桿4相對于初始點(diǎn)的位移量，行程大于初始點(diǎn)記錄為正值，行程小于初始點(diǎn)記錄為負(fù)值，把采集到的位移量作為標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，并把采集浪高數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于設(shè)定的浪高值，絲桿4停止向下運(yùn)動。絲桿4改變運(yùn)動方向，每次向上運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，采集浪高儀8的浪高數(shù)據(jù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于負(fù)的設(shè)定浪高值，絲桿4停止運(yùn)動。絲桿4再次改變運(yùn)動方向，每次向下運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，采集浪高儀8的浪高數(shù)據(jù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于零，即絲桿4重新回到初始位置，絲桿4停止運(yùn)動，結(jié)束步進(jìn)測量方式。根據(jù)設(shè)置的浪高參數(shù)，采用模擬波形方式進(jìn)行浪高儀精度測量，即通過控制浪高儀圍繞零點(diǎn)位置做簡諧運(yùn)動，從而模擬出試驗中需要的正弦波波形。浪高測量控制系統(tǒng)11根據(jù)浪高參數(shù)利用PID算法進(jìn)行計算后，發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器5，伺服電機(jī)驅(qū)動器5驅(qū)動伺服電機(jī)3使伺服電動缸2的絲桿4圍繞初始位置做正弦運(yùn)動，即以時間為自變量，位移為因變量，運(yùn)動曲線為正弦曲線。浪高測量控制系統(tǒng)11接收編碼器6的反饋信號，不斷調(diào)整輸出的控制信號，精確控制絲桿4的位移量，從而模擬出試驗中需要的規(guī)則波波形，同時采集浪高儀8的浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，測量10個正弦周期后停止。有時在試驗前希望知道采用的浪高儀8的動態(tài)響應(yīng)性能，則可以選擇在精度測量完畢后測試?yán)烁邇x8的動態(tài)響應(yīng)性能，測試時浪高測量控制系統(tǒng)11會逐漸減小模擬的正弦波形的周期，每個周期測試3次，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)與采集浪高數(shù)據(jù)之間的差值大于設(shè)定值，停止測試，存儲最小周期數(shù)據(jù)。測試完畢后以圖表和文件形式輸出標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)與采集浪高數(shù)據(jù)的對比結(jié)果，浪高測量控制系統(tǒng)11回到待機(jī)狀態(tài)。
[0036]以上所述，為本發(fā)明的【具體實施方式】。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的等效改變和變形，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)，包括底座支架(I)、浪高儀(8)和浪高測量控制系統(tǒng)(11)，其特征在于:所述的底座支架(I)由底盤和與底盤垂直相連接的支柱構(gòu)成，所述底盤上設(shè)置有水箱(9)，所述支柱的上端通過懸伸架對應(yīng)水箱(9)并列安置有伺服電動缸(2)和伺服電機(jī)(3)，其中伺服電動缸(2)的內(nèi)部連接有絲桿(4)，所述絲桿(4)的下端通過固定部件(7)連接有懸掛在水箱(9)中用于安置浪高儀(8)的框架;所述伺服電機(jī)(3)下端并列安置有伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)和編碼器(6)，其中伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)用于驅(qū)動伺服電機(jī)(3)，編碼器(6)用于信號反饋，形成閉環(huán)控制;所述伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)、編碼器(6)和浪高儀(8)通過導(dǎo)線分別與所述的浪高測量控制系統(tǒng)(11)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)，其特征在于:所述的浪高測量控制系統(tǒng)(11)由放大器(11-1)、數(shù)據(jù)采集器(11-2)、運(yùn)動控制器(11-3)、工控機(jī)(11-4)組成，所述浪高儀(8)的信號經(jīng)放大器(11-1)放大后由數(shù)據(jù)采集器(11-2)進(jìn)行采集，采集到的數(shù)據(jù)送入工控機(jī)(11-4)中，工控機(jī)(11-4)通過運(yùn)動控制器(11-3)發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)來精確控制伺服電機(jī)(3)，同時接收編碼器(6)的反饋信號，形成閉環(huán)控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)，其特征在于:所述的水箱(9)內(nèi)裝有水，水中還放置有消波材料(10)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)，其特征在于:所述的消波材料(10)為是金屬卷肩或合成纖維絲。5.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浪高儀浪高測量精度的修正系統(tǒng)的測量修正方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:接通系統(tǒng)電源，打開浪高測量控制系統(tǒng)(11)進(jìn)行系統(tǒng)初始化后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，伺服電動缸(2)的絲桿(4)伸出至初始位置，調(diào)整水箱(9)水位至浪高儀(8)標(biāo)定中點(diǎn)位置；步驟二:在浪高測量控制系統(tǒng)(11)中輸入波高、周期和采樣頻率參數(shù)，設(shè)置步進(jìn)位移量，步進(jìn)位移量最小值為0.1mm，最大值為Icm，最小單位0.1mm，浪高測量控制系統(tǒng)(11)自動采集浪高儀(8)當(dāng)前水位為零點(diǎn)位置，通過編碼器(6)的反饋信號記錄伺服電動缸(2)的絲桿(4)當(dāng)前位置為初始位置，并把這些初始數(shù)據(jù)進(jìn)行保存； 步驟三:按照設(shè)定的步進(jìn)位移量，采用步進(jìn)測量方式來進(jìn)行浪高儀(8)浪高精度測量，即每次使浪高儀(8)運(yùn)動的行程等于設(shè)定的步進(jìn)位移量;浪高測量控制系統(tǒng)(11)發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)，伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)驅(qū)動伺服電機(jī)(3)使伺服電動缸(2)的絲桿(4)每次運(yùn)動的行程等于步進(jìn)位移量，同時浪高測量控制系統(tǒng)(11)接收編碼器(6)的反饋信號，不斷調(diào)整輸出的控制信號，精確控制絲桿(4)每次的位移量； 步驟四:從浪高儀(8)的零點(diǎn)位置開始，絲桿(4)先向下運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，之后采集浪高儀(8)的浪高數(shù)據(jù)，按照設(shè)定的采樣頻率采集十個數(shù)據(jù)點(diǎn)并計算平均值作為采集浪高數(shù)據(jù)，采集絲桿(4)相對于初始點(diǎn)的位移量，行程大于初始點(diǎn)記錄為正值，行程小于初始點(diǎn)記錄為負(fù)值，采集到的位移量作為標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，并把采集浪高數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于設(shè)定的浪高值，絲桿停止向下運(yùn)動； 步驟五:絲桿(4)每次向上運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，采集浪高儀(8)的浪高數(shù)據(jù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于負(fù)的設(shè)定浪高值，絲桿(4)停止運(yùn)動； 步驟六:絲桿(4)每次向下運(yùn)動一個步進(jìn)位移量，采集浪高儀(8)的浪高數(shù)據(jù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)等于零，即絲桿(4)重新回到初始位置，絲桿(4)停止運(yùn)動，結(jié)束步進(jìn)測量方式； 步驟七:根據(jù)設(shè)置的浪高參數(shù)，采用模擬波形方式進(jìn)行浪高儀精度測量，即通過控制浪高儀圍繞零點(diǎn)位置做簡諧運(yùn)動，從而模擬出試驗中需要的正弦波波形;浪高測量控制系統(tǒng)(11)根據(jù)浪高參數(shù)利用PID算法進(jìn)行計算后，發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)，伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)驅(qū)動伺服電機(jī)(3)使伺服電動缸(2)的絲桿(4)圍繞初始位置做正弦運(yùn)動，浪高測量控制系統(tǒng)(11)接收編碼器(6)的反饋信號，不斷調(diào)整輸出的控制信號，精確控制絲桿(4)的位移量，從而模擬出試驗中需要的規(guī)則波波形，同時采集浪高儀(8)的浪高數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，測量10個正弦周期后停止； 步驟八:根據(jù)試驗需要，可以選擇是否測試?yán)烁邇x(8)的動態(tài)響應(yīng)性能;如果需要測試，浪高測量控制系統(tǒng)(11)會逐漸減小模擬的正弦波形的周期，每個周期測試3次，直到標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)與采集浪高數(shù)據(jù)之間的差值大于設(shè)定值，停止測試，存儲最小周期數(shù)據(jù)； 步驟九:以圖表和文件形式輸出標(biāo)準(zhǔn)浪高數(shù)據(jù)與采集浪高數(shù)據(jù)對比結(jié)果，浪高測量控制系統(tǒng)(11)回到待機(jī)狀態(tài)。
【文檔編號】G01F25/00GK105953869SQ201610300795
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】謝儀, 陳悅, 施奇, 楊大明, 謝云平
【申請人】江蘇科技大學(xué)