【技术实现步骤摘要】
本说明书实施例属于能源转换，具体涉及一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置及方法。
技术介绍
1、波浪能转换装置，用于捕获波浪能，并将波浪能转化成机械能，最后再将机械能转化成其它能，例如电能。
2、pto系统(power take-off，即功率输出)是波浪能转换装置中的关键组成部分，目前对于波浪能转换装置的测试往往没有充分考虑到pto系统(power take-off，即功率输出)的影响，这可能导致波浪能转换装置能量转换性能和效率的降低。因此在波浪能转换装置投入正式使用之前应当对pto系统(power take-off，即功率输出)的输出机制进行合理的设定。
3、然而，目前并没有一种装置可以用于研究pto输出机制对波浪能转换装置的能量转换性能和效率的影响。
技术实现思路
1、本说明书实施例提供了一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置及方法，可用于研究pto输出机制对波浪能转换装置的能量转换性能和效率的影响，以实现波浪能转换装置中pto系统输出机制的合理设定。
2、第一方面，本说明书实施例提供了一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置，包括波浪运动模拟模块、机械物理模型、运动数据采集模块、光学运动捕捉测速模块、软件在环控制模块、电机模块；所述软件在环控制模块、电机模块、机械物理模型依次连接，所述软件在环控制模块还与光学运动捕捉测速模块连接；
3、所述波浪运动模拟模块，用于模拟波浪运动；
4、所述机械物理模型
5、所述运动数据采集模块，用于实时监测并记录波浪在经过机械物理模型前后的运动状态数据；
6、所述光学运动捕捉测速模块，用于捕捉机械物理模型的运动图像，并基于捕捉得到的运动图像获取机械物理模型的运动速度；
7、所述软件在环控制模块，用于实时接收机械物理模型的运动速度信息，并基于运动速度信息输出反馈信息至电机模块，所述反馈信息为pto阻尼力信息；
8、所述电机模块，用于接收软件在环控制模块的反馈信息并执行，以实时产生对应的连续pto阻尼力，并将实时产生的连续pto阻尼力施加至机械物理模型以抵抗波浪对机械物理模型的运动冲击。
9、作为优选方案，所述软件在环控制模块包括相连的数据接收单元、pto阻尼力计算单元，所述软件在环控制模块还包括与pto阻尼力计算单元连接的调整单元；
10、所述数据接收单元，用于实时接收机械物理模型的运动速度信息；
11、所述pto阻尼力计算单元，用于基于pto阻尼力计算式、实时接收的机械物理模型的运动速度信息输出反馈信息至电机模块，所述反馈信息为pto阻尼力信息；
12、所述调整单元，用于对pto阻尼力计算单元中采用的pto阻尼力计算式进行调整。
13、作为优选方案，所述机械物理模型具体包括相连的运动单元、传动单元，所述传动单元还与电机模块连接；
14、所述运动单元，用于捕捉波浪运动冲击并产生实时机械运动；
15、所述传动单元，用于跟随运动单元的实时机械运动进行连带机械运动，并传递至电机模块以驱使电机模块的电机齿轮转动，且传动单元部分暴露于波浪运动区域范围之外；
16、所述光学运动捕捉测速模块，用于捕捉传动单元暴露于波浪运动区域范围之外部分的运动图像，并基于捕捉得到的运动图像获取运动单元的运动速度；
17、所述软件在环控制模块，用于实时接收运动单元的运动速度信息，并基于运动速度信息输出反馈信息至电机模块，所述反馈信息为pto阻尼力信息；
18、所述电机模块，用于接收软件在环控制模块的反馈信息并执行，以实时产生对应的连续pto阻尼力，并将实时产生的连续pto阻尼力施加至传动单元以抵抗波浪对运动单元的运动冲击。
19、作为优选方案，所述运动单元为一面向波浪运动方向设置的面结构，所述传动单元为一传动转轴，所述面结构底部与传动转轴转动连接，所述传动转轴还与电机模块内的电机齿轮连接，以实现面结构、传动转轴、电机齿轮的同步转动。
20、作为优选方案，所述波浪运动模拟模块包括容纳框架、设置于容纳框架内的波浪运动模拟单元，模拟装置还包括贯穿容纳框架底部两侧设置的支撑架，所述机械物理模型设置于容纳框架内；
21、所述波浪运动模拟单元，用于提供容纳框架内波浪运动的动力，进而实现容纳框架内的波浪运动模拟；
22、所述电机模块包括第一电机单元、第二电机单元，所述第一电机单元、第二电机单元分别设置于支撑架暴露于容纳框架外部的两端上，所述软件在环控制模块分别与第一电机单元、第二电机单元连接，所述传动转轴贯穿容纳框架底部两侧设置且传动转轴两端分别与第一电机单元内的第一电机齿轮、第二电机单元内的第二电机齿轮连接。
23、作为优选方案，所述传动转轴暴露于容纳框架外部的两端分别套设有可跟随传动转轴转动的第一外扩结构、第二外扩结构，所述第一外扩结构、第二外扩结构上均标记有多个标记点；
24、所述光学运动捕捉测速模块，用于捕捉外扩结构的运动图像，并基于捕捉得到的运动图像中标记点的位置变化情况获取运动单元的运动速度。
25、作为优选方案，所述光学运动捕捉测速模块包括第一光学运动捕捉测速单元、第二光学运动捕捉测速单元以及分别与第一光学运动捕捉测速单元、第二光学运动捕捉测速单元连接的速度计算单元；
26、所述第一光学运动捕捉测速单元，用于捕捉第一外扩结构的运动图像，并基于捕捉得到的运动图像中标记点的位置变化情况获取第一外扩结构的运动速度；
27、所述二光学运动捕捉测速单元，用于捕捉第二外扩结构的运动图像，并基于捕捉得到的运动图像中标记点的位置变化情况获取第二外扩结构的运动速度；
28、速度计算单元，用于根据第一外扩结构的运动速度、第二外扩结构的运动速度，计算得到运动单元的运动速度。
29、第二方面，本说明书实施例提供了一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟方法，基于上述第一方面所述的一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置，包括：
30、多次调整软件在环控制模块中用于计算反馈信息的pto阻尼力计算式，以获取多个调整后pto阻尼力计算式；
31、针对每一调整后pto阻尼力计算式，均获取采用该调整后pto阻尼力计算式时，在波浪不同运动模拟状态下波浪经过机械物理模型前后的运动状态数据，以得到该调整后pto阻尼力计算式对应的能效转换数据，并在模拟过程中实时记录机械物理模型的运动速度信息。
32、作为优选方案，所述多个调整后pto阻尼力计算式包括线性pto阻尼力计算式和非线性pto阻尼力计算式。
33、作为优选方案，所述多次调整软件在环控制模块中用于计算反馈信息的pto阻尼力计算式，以获取多个调整后pto阻尼力计算式，包括：
34、多次调整软件在环控制模块中用于计算反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟装置，其特征在于，包括波浪运动模拟模块、机械物理模型、运动数据采集模块、光学运动捕捉测速模块、软件在环控制模块、电机模块；所述软件在环控制模块、电机模块、机械物理模型依次连接，所述软件在环控制模块还与光学运动捕捉测速模块连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟装置，其特征在于，所述软件在环控制模块包括相连的数据接收单元、PTO阻尼力计算单元，所述软件在环控制模块还包括与PTO阻尼力计算单元连接的调整单元；
3.根据权利要求1所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟装置，其特征在于，所述机械物理模型具体包括相连的运动单元、传动单元，所述传动单元还与电机模块连接；
4.根据权利要求3所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟装置，其特征在于，所述运动单元为一面向波浪运动方向设置的面结构，所述传动单元为一传动转轴，所述面结构底部与传动转轴转动连接，所述传动转轴还与电机模块内的电机齿轮连接，以实现面结构、传动转轴、电机齿轮的同步转动。
5.根据权利要求4所
6.根据权利要求5所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟装置，其特征在于，所述传动转轴暴露于容纳框架外部的两端分别套设有可跟随传动转轴转动的第一外扩结构、第二外扩结构，所述第一外扩结构、第二外扩结构上均标记有多个标记点；
7.根据权利要求6所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟装置，其特征在于，所述光学运动捕捉测速模块包括第一光学运动捕捉测速单元、第二光学运动捕捉测速单元以及分别与第一光学运动捕捉测速单元、第二光学运动捕捉测速单元连接的速度计算单元；
8.一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟方法，基于权利要求1～7任一项所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟装置，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟方法，其特征在于，所述多个调整后PTO阻尼力计算式包括线性PTO阻尼力计算式和非线性PTO阻尼力计算式。
10.根据权利要求9所述的一种基于软件在环技术的实时PTO阻尼模拟方法，其特征在于，所述多次调整软件在环控制模块中用于计算反馈信息的PTO阻尼力计算式，以获取多个调整后PTO阻尼力计算式，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置，其特征在于，包括波浪运动模拟模块、机械物理模型、运动数据采集模块、光学运动捕捉测速模块、软件在环控制模块、电机模块；所述软件在环控制模块、电机模块、机械物理模型依次连接，所述软件在环控制模块还与光学运动捕捉测速模块连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置，其特征在于，所述软件在环控制模块包括相连的数据接收单元、pto阻尼力计算单元，所述软件在环控制模块还包括与pto阻尼力计算单元连接的调整单元；
3.根据权利要求1所述的一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置，其特征在于，所述机械物理模型具体包括相连的运动单元、传动单元，所述传动单元还与电机模块连接；
4.根据权利要求3所述的一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置，其特征在于，所述运动单元为一面向波浪运动方向设置的面结构，所述传动单元为一传动转轴，所述面结构底部与传动转轴转动连接，所述传动转轴还与电机模块内的电机齿轮连接，以实现面结构、传动转轴、电机齿轮的同步转动。
5.根据权利要求4所述的一种基于软件在环技术的实时pto阻尼模拟装置，其特征在于，所述波浪运动模拟模块包括容纳框架、设置于容纳框架内的波浪运动模拟单元，...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜雪，赵晨旭，杨堃，李庆安，范迪夏，孔秋焱，
申请(专利权)人：舟山超波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。