基于模糊控制技术的离心机波浪模拟控制软件研究
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电磁 激励 器的 电流进 行 独 立 控 制 ，两路 激 磁 电流 的相 位 差 保 持
理及 接转 单 元 ， 激光 位 移传 感器 和 孔 隙压 力传 感 器 等 。新 型 防波 堤模 型是 试 验 的主 体对 象 ， 它被 放 置 在试 验模 型 箱里 的海 泥地 基
土层 中 ， 型 箱放 置 在 离心 机臂 端 的 吊斗 中 。波 浪模 拟 测控 系统 模 的主 要任 务就 是在 离 心机 提供 的 １ ５ ０ ｇ的超 重 工况 下 ，对 防波堤
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困扰 众 多技 术 人 员 的 一 大 难 题 。 针 对 土 工 离 心 模 型 试 验 特 殊 的 工 况 ， 出 了 “ ｌ 模 糊 非 线 性 控 制 器 ” 设 计 ， 过 试 验 取 提 ＰＤ 的 通
得 了不 错 的 效果 。
关 键 词 ： 工 离心 模 型试 验 ， 糊 非 线性 增 益 ， 糊控 制 ， 线 性 系统 ， Ｉ 控 制 土 模 模 非 ＰＤ
１ 系 统 结 构
整 个 测控 系统 是 一个 闭环 的过 程 。 其工 作 流 程 是 工控 机 中
本文 以 天津港 箱 桶 型防 波堤 的土工 离 心模 型 试验 为 例 ， 首先
介 绍一 下 “ 重 工况 下波 浪模 拟测 控 系统 ” 超 的整 体构 成 。波 浪模 拟
的测 控 系 统 根 据 给定 的参 数 指 令 ， 由采 集 卡 的 ２路 Ｄ Ａ通 道 经 ／
苏 雄 （ 中国南车集 团株 洲 电力机 车有 限公 司技 术 中心检 测试验 站 ， 南 株洲 ４ ２ ０ ） 湖 １０ １ 王志选 （ 吉林 大学测试 中心 ， 吉林 长春 １０ ２ ） ３ ０ １
摘 要
现 今 国 内外均 采 用 土 工 离心试 验 的 方 法进 行 水利 设 施 安 全研 究 。 然 而如 何 对模 型施 加 持 续 、 可控 的 动 栽荷 。 至今 仍 是
ｌ ｄ ｔ ｈｅ ｍｏｄ ｉ ｌ ｙ ｐｒｂｌｍ Ｏ ｌｔ ｏ ｒ ｅａｃｈ ｓＴ ｆｃｅ ｈｉ ｐｅ ａｌｓｔ ａ ｉ ｉ ｃ ｔｉ ｅ ｏａ ｏ ｔ ｅｌ ｓ ｗａ ｓ ａ ａ ｏ ｅ ｔ ｏｓ ｆ ｅｓ ｒ ｅｒ ｏ ａ ｔ ｓ ｓ ｃｉ ｉ ｔ ｕ ｏｎ ｎ ｅｎｒｕｇ ｍｏ ｆ ｄｅｌｔ ｔｔｉ ｐａ ｅｓ． ｓ ｈ — ｐｅ ｓｉ ｓ ｕ ｚ ｎ ｌ ｅａ ｉ ｃ ｔｏｌ ， ｄ ｔｉ ｐ ｏ ｅ ｔ ｂ ｕ ｅｕｌｂｙ ｔ ｅ ｔ ｓ． ｒｄｅ ｇｎ ａ ｆｚ ｙ ｏｎｉ ｒｇａｎ ｏｎｒ ｌ ａｎ ｉ ｓ ｒ ｖ ｄ ｏ ｅ ｓ ｆ ｈ ｅ ｔ ｎ ｅｒ Ｋｅ ｗｏｒｓ：ｅｎｒ ｕ ｍｏｄ ｅｓ， ｚ ｙ ｎ －ｌ ｅａ ｙ ｄ ｃ ｔｉ ｇｅ ｆ ｅｌｔ ｔｕ ｚ ｏｎ ｉ ｒｇａｉ ｆｚ ｙ ｃ ｎｔ ，ｏ ｆ ｎ ｎ， ｚ ｏ ｒ ｎ ｎ－ｌ ｅ ｙ ｔｍ ｓＰＩ ｃ ｔｏ ｕ ｏｌ ｉ ａｒｓ ｓｅ ｎ ， Ｄ ｏｎｒ ｌ
不变。 经功 放 处 理后 输 出的 电流 波 形 不再 是 完 整 的正 弦 波 了 ， 而
是 两 路相 位 相 差 １ ０ 的正 半 周期 的正 弦 波 。对 应 的 电磁 激 励 器 ８。
在 激磁 电流 的作 用 下 ，对 连接 在 电磁 力 传 递 机构 上 的 衔 铁产 生
模 型施 加 持续 可 控 的动 载荷 ， 采 集记 录 各传 感 器在 这 一过 程 中 并 的测量 值 。 浪模拟 测 控 系统对 新 型防 波堤 模 型施加 动 载荷 的频 波 率 为 １ Ｈ ， 大力 幅 值为 ± ０ ０ 波形 正 弦 ， ３ ｚ最 １ ０ Ｎ， 加载 过 程可 随 时对 力 幅值 进 行调 整 ， 幅值 既 可 以是 对称 的 ， 力 也可 以是不 对 称 的 （ 因 为 波浪 的波 压力 和 波吸力 不 一定 是相 等 的 ） 。
１ ２
基 于模 糊 控 制技 术 的 离心 机 波 浪模 拟 控 制软 件 研 究
基于模糊控制技术的离心机波浪模拟控制软件研究
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系 统 的 硬 件 部 分 主要 包 括 ： 控 机 、 据 采 集 卡 、 磁 功 率 放 大 工 数 激
器、 电磁 激励 器 、 电磁 力 测 量传 感 器的 力传 递 机械 结 构 ， 号调 含 信
输 出独 立 的 、 位 相 差 １ ０ 的 两路 正 弦控 制 信 号 。控 制 信 号 送 相 ８。 入双 通 道 的激 磁 功 率 放大 器 后 ，功 放 依 据控 制信 号 对 送 入 ２个
电磁力 的作 用 。 电磁 力传 递机 构 再 将 力 作 用传 递 到 防 波 堤模 型 上 ， 这 一传 递 过 程 中 ， 在 安装 在 力 传 递 机 构 上 的力 传 感 器 同 时对
理及 接转 单 元 ， 激光 位 移传 感器 和 孔 隙压 力传 感 器 等 。新 型 防波 堤模 型是 试 验 的主 体对 象 ， 它被 放 置 在试 验模 型 箱里 的海 泥地 基
土层 中 ， 型 箱放 置 在 离心 机臂 端 的 吊斗 中 。波 浪模 拟 测控 系统 模 的主 要任 务就 是在 离 心机 提供 的 １ ５ ０ ｇ的超 重 工况 下 ，对 防波堤
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困扰 众 多技 术 人 员 的 一 大 难 题 。 针 对 土 工 离 心 模 型 试 验 特 殊 的 工 况 ， 出 了 “ ｌ 模 糊 非 线 性 控 制 器 ” 设 计 ， 过 试 验 取 提 ＰＤ 的 通
得 了不 错 的 效果 。
关 键 词 ： 工 离心 模 型试 验 ， 糊 非 线性 增 益 ， 糊控 制 ， 线 性 系统 ， Ｉ 控 制 土 模 模 非 ＰＤ
１ 系 统 结 构
整 个 测控 系统 是 一个 闭环 的过 程 。 其工 作 流 程 是 工控 机 中
本文 以 天津港 箱 桶 型防 波堤 的土工 离 心模 型 试验 为 例 ， 首先
介 绍一 下 “ 重 工况 下波 浪模 拟测 控 系统 ” 超 的整 体构 成 。波 浪模 拟
的测 控 系 统 根 据 给定 的参 数 指 令 ， 由采 集 卡 的 ２路 Ｄ Ａ通 道 经 ／
苏 雄 （ 中国南车集 团株 洲 电力机 车有 限公 司技 术 中心检 测试验 站 ， 南 株洲 ４ ２ ０ ） 湖 １０ １ 王志选 （ 吉林 大学测试 中心 ， 吉林 长春 １０ ２ ） ３ ０ １
摘 要
现 今 国 内外均 采 用 土 工 离心试 验 的 方 法进 行 水利 设 施 安 全研 究 。 然 而如 何 对模 型施 加 持 续 、 可控 的 动 栽荷 。 至今 仍 是
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不变。 经功 放 处 理后 输 出的 电流 波 形 不再 是 完 整 的正 弦 波 了 ， 而
是 两 路相 位 相 差 １ ０ 的正 半 周期 的正 弦 波 。对 应 的 电磁 激 励 器 ８。
在 激磁 电流 的作 用 下 ，对 连接 在 电磁 力 传 递 机构 上 的 衔 铁产 生
模 型施 加 持续 可 控 的动 载荷 ， 采 集记 录 各传 感 器在 这 一过 程 中 并 的测量 值 。 浪模拟 测 控 系统对 新 型防 波堤 模 型施加 动 载荷 的频 波 率 为 １ Ｈ ， 大力 幅 值为 ± ０ ０ 波形 正 弦 ， ３ ｚ最 １ ０ Ｎ， 加载 过 程可 随 时对 力 幅值 进 行调 整 ， 幅值 既 可 以是 对称 的 ， 力 也可 以是不 对 称 的 （ 因 为 波浪 的波 压力 和 波吸力 不 一定 是相 等 的 ） 。
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基 于模 糊 控 制技 术 的 离心 机 波 浪模 拟 控 制软 件 研 究
基于模糊控制技术的离心机波浪模拟控制软件研究
Ｗａ ｅ Ｓｉ ｌｔ ｎ Ｃｏ ｔ ｌＳ ｆ ｖ ｍｕａ ｉ ｎ ｒ ｏ ｔ ｒ ｙ ｔ ｍ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｚ ｎｒ ｏ ｏ ｗａ ｅ Ｓ ｓｅ ａ ｅ ｎ Ｆ ｚ ｙ Ｃｏ ｔ ｏ
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系 统 的 硬 件 部 分 主要 包 括 ： 控 机 、 据 采 集 卡 、 磁 功 率 放 大 工 数 激
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输 出独 立 的 、 位 相 差 １ ０ 的 两路 正 弦控 制 信 号 。控 制 信 号 送 相 ８。 入双 通 道 的激 磁 功 率 放大 器 后 ，功 放 依 据控 制信 号 对 送 入 ２个
电磁力 的作 用 。 电磁 力传 递机 构 再 将 力 作 用传 递 到 防 波 堤模 型 上 ， 这 一传 递 过 程 中 ， 在 安装 在 力 传 递 机 构 上 的力 传 感 器 同 时对