【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水动力学实验研究，更具体地，涉及一种垂向多板造波机的自动归零方法。
技术介绍
1、在海洋工程及水动力试验测试领域，造波机是进行物理模型试验的一种必备装置，造波机通常设置在试验水槽或水池的一端，通过造波板的往复运动来制造波浪，由于实验研究的复杂性和多样性，往往要求造波机能够准确生成满足特定条件的波浪。其中，垂向多板造波机是它的基本原理是利用计算机控制系统和执行器来驱动一组或多组垂直放置的造波板，使它们产生往复运动，从而在水槽中产生波浪。垂向多板造波机的主要优势在于它可以更准确的反映波浪场流体质点垂向非线性速度分布，波浪调制距离更短，故能在距离造波板更近的范围内产生更精确的波浪。其中，垂向多板造波机运行之前进行归零是一个非常重要的步骤，垂向多板造波机是通过控制垂直设置的多个造波板在一定区域内同时进行往复运动以实现造波过程，为了使得造波过程稳定可控，一般是通过令多个造波板连接并彼此约束，并进一步通过控制所有造波板的同步位移进行所制造的波浪的形状控制；同时，为了确保所制造的波浪稳定可控，还需要在每次造波开始前对垂向多板造波机进行归零，从而为造波板找到一个基准点，以确保每个造波板每次运行时都能从同一位置开始，从而实现准确的定位，但是由于垂向多板造波机每个铰接点受相邻造波板高度为常数条件的刚性制约，各铰接点的水平位移和位移均不能随意运动，造成了归零操作的困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种垂向多板造波机的自动归零方法。p>
2、本专利技术一方面提供了一种垂向多板造波机的自动归零方法，所述垂向多板造波机在竖直方向设置有若干块自由铰接的造波板，且所述造波板由控制装置驱动自零点位置开始在往复区域内做往复运动以实现造波过程；
3、所述自动归零方法包括以下步骤：
4、s1.定义零点，同时定义零点两侧的部分区域为往复区域，并以所述往复区域边缘为限位点；
5、s2.当所述造波板结束造波过程后，驱动所有造波板以相同的速度朝同一限位点方向移动：
6、s3.一旦某一造波板首先到达所述限位点，则该造波板停止移动，并等待其他造波板到达所述限位点，并最终使所有造波板保持竖直；
7、s4.控制所有造波板自限位点以相同的速度移动至返回零点位置。
8、在本技术方案中，为了保证多个造波板在开始造波之前均处于预定位置且保持竖直，通过先令所有造波板以同样的速度朝向往复区域其中一个端部的限位点处运动，直至所有造波板位于限位点处并令所有造波板恢复竖直状态，由于往复区域端点竖直，故而使得所有造波板到达限位点后整体也竖直设置。进一步地，通过在造波板运动的往复区域内部设置零点，由于造波板保持竖直，垂向多板造波机每个铰接点受相邻造波板高度为常数条件的刚性制约，当所有造波板以相同速度向同一侧位移时可以保持所有造波板在限位点时的相互位置关系，既，在零点时也能保持所有造波板均竖直设置，同时造波板相互之间也保持竖直设置，并以此为垂向多板造波机中造波板在开始工作之前所处的初始位置及初始状态，使得控制装置对多个造波板的控制更加稳定及精确，从而进一步提升了造波过程的精确性及稳定性。同时，通过令造波板自零点开始朝向往复区域两端位移实现造波过程，使得在造波过程中，通过控制多个造波板的运动，实现波浪场流体质点垂向的非线性速度分布形式，因此可在距离造波板更近的区域内产生更精确的波浪；同时，通过控制多个造波板的位移方向及位移速度改变各造波板的位置及状态从而加大造波板对水体的扰动，从而提升了垂向多板造波机的造波能力；同时，垂向多板造波机的造波能力由造波板运动的往复区域的大小及零点的选取决定，优选地，当零点位置设置于往复区域中间时，多个造波板可朝向往复区域两端位移的位移量同时最大，因此可以造出最大的波。
9、进一步地，每个造波板由所述控制装置独立控制；通过设置令每个造波板独立控制，简化了对单独造波板到达限位点或零点时的控制步骤，便于控制每个造波板调整其位置及状态进行自动归零操作；进一步地，也方便了在造波过程中对每个造波板的精确控制以调整所需要制作的波形。
10、进一步地，在所述步骤s3中，还包括校准步骤，等待所有造波板到达所述限位点后，通过校准步骤使得所述造波板保持竖直。在本技术方案中，由于往复区域端点竖直，所有造波板到达限位点后相互之间也随之保持竖直设置，此时通过控制装置对每个造波实施校准步骤，从而调整造波板的状态，使其恢复成竖直设置，进一步保证了造波板在造波过程开始前位于初始状态，保证了后续造波过程的稳定性及对于波形控制的精确性。
11、本专利技术的令一目的在于提供一种垂向多板造波机，在每次造波过程启动前，采用如本技术方案中所提供的的自动归零方法使所述造波板竖直设置于所述零点位置，
12、所述控制装置包括控制系统及驱动组件，所述控制系统与所述驱动组件电连接，并用于产生波浪控制信号；
13、所述驱动组件至少包括水平支架及若干个滑块，所述滑块滑动连接于所述水平支架之上并由所述控制系统驱动沿所述水平支架进行往复运动；
14、每个所述滑块底部对应铰接有等长的连杆，所述造波板自由铰接于两相邻连杆之间。
15、在本技术方案中，为了便于垂向多板造波机的使用，进一步提升垂向多板造波机所造波浪的稳定性及精确性，采用如本技术方案中所提供的自动归零方法在垂向多板造波机工作前对多个造波板进行自动归零设置，保证多个造波板均处于便于造波控制的初始位置及状态；同时，通过设置控制系统与垂向多板造波机中的驱动组件电连接，并产生波浪控制信号，从而通过电控方式实现了对造波过程及归零过程的程序化、自动化控制。进一步地，为了方便控制多个造波板通过运动控制变换位置及状态进行扰动造波，令垂向多板造波机包含驱动组件，具体地，驱动组件至少包括水平支架及若干个滑块，滑块滑动连接于水平支架之上并由控制系统驱动沿水平支架进行往复运动，每个滑块底部对应铰接有等长的连杆，且造波板自由铰接于两相邻连杆之间；其中，通过设置滑块带动造波板往复运动，并将往复区域定义在水平支架上，滑块下连接有支杆，且造波板铰接于相邻两支杆之间，使得造波板设置于水平支架的范围之外且与水体更好地接触，便于造波板扰动进行造波过程；同时，通过滑块及连杆的设置将滑块的水平往复运动传递至连杆，并通过连杆的位置变化放大了放大了滑块的位置差异并传递至造波板，使其相应产生位置及状态变化，从而加大了造波板对与其所接触的水体的扰动，从而可以组合更好地调制造波过程，进一步提升了垂向多板造波机的造波能力。
16、进一步地，在本技术方案中，造波过程通过滑块驱动的往复运动控制造波板对与其所接触的水体的扰动产生，在归零操作后，为了进一步确保在造波开始前垂向多板造波机位于初始状态及初始位置，保证造波过程的稳定性、精确性及可控制性，设置令当所述造波板位于零点时，所述造波板保持竖直，所述滑块竖直对应，且所述连杆平行对应。
17、在其中一种实施方式中，所述驱动系统还包括伺服电机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种垂向多板造波机的自动归零方法，其特征在于，所述垂向多板造波机在竖直方向设置有若干块自由铰接的造波板，且所述造波板由控制装置驱动自零点位置开始在往复区域内做往复运动以实现造波过程；
2.根据权利要求1所述的自动归零方法，其特征在于，每个造波板由所述控制装置独立控制。
3.根据权利要求1所述的自动归零方法，其特征在于，在所述步骤S3中，还包括校准步骤，等待所有造波板到达所述限位点后，通过校准步骤使得所述造波板保持竖直。
4.一种垂向多板造波机，其特征在于，在每次造波过程启动前，采用如权利要求1-3任一项所述的自动归零方法使所述造波板竖直设置于所述零点位置，
5.根据权利要求4所述的垂向多板造波机，其特征在于，当所述造波板位于零点时，所述造波板保持竖直，所述滑块竖直对应，且所述连杆平行对应。
6.根据权利要求4所述的垂向多板造波机，其特征在于，所述驱动系统还包括伺服电机，所述水平支架为丝杆，所述滑块与丝杆间为螺纹连接，所述伺服电机设置于丝杆一端并由所述控制系统驱动带动丝杆转动，进而驱动所述滑块沿所述丝杆往复运动。>
7.根据权利要求4-6任一项所述的垂向多板造波机，其特征在于，所述控制系统还包括存储器，用于存储所述零点及限位点的位置信息。
8.根据权利要求7所述的自动归零方法，其特征在于，所述限位点处设置有开关传感器。
9.根据权利要求8所述的垂向多板造波机，其特征在于，定义所述滑块均处于所述开关传感器处，且所述造波板保持竖直状态时为到达限位点，随即控制所有造波板自限位点匀速度移动一定距离，并定义所到达的位置为零点。
10.根据权利要求9所述的垂向多板造波机，其特征在于，所述零点处设置有位置传感器。
...【技术特征摘要】
1.一种垂向多板造波机的自动归零方法，其特征在于，所述垂向多板造波机在竖直方向设置有若干块自由铰接的造波板，且所述造波板由控制装置驱动自零点位置开始在往复区域内做往复运动以实现造波过程；
2.根据权利要求1所述的自动归零方法，其特征在于，每个造波板由所述控制装置独立控制。
3.根据权利要求1所述的自动归零方法，其特征在于，在所述步骤s3中，还包括校准步骤，等待所有造波板到达所述限位点后，通过校准步骤使得所述造波板保持竖直。
4.一种垂向多板造波机，其特征在于，在每次造波过程启动前，采用如权利要求1-3任一项所述的自动归零方法使所述造波板竖直设置于所述零点位置，
5.根据权利要求4所述的垂向多板造波机，其特征在于，当所述造波板位于零点时，所述造波板保持竖直，所述滑块竖直对应，且所述连杆平行对应。
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏炜，黄梓维，詹杰民，余炜光，胡文清，施镇豪，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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