混凝土多轴疲劳试验系统与试验技术

介绍了一套具有世界领先水平的混凝土多轴疲劳试验系统以及相关试验的关键技术。该系统包括控制系统、加载系统、数据采集系统和液压源与冷却系统等；试验技术有试验设计、试验操作和参数的测量等几个方面。     

土工静力-动力液压三轴扭转多功能剪切仪数据采集处理系统

将从日本引进的新型土工静力一动力液压三轴扭转多功能剪切仪，配备了工业控制计算机和高精度模数转换接口板，以VC＋＋6．0语言作为编程平台，利用现代计算机技术中的多线程编程技术和计算机绘图技术，实现三轴扭转试验仪的计算机数据采集处理系统，完成试验全过程的应力、应变和孔压等12种数据的实时监测、绘制实时动态曲线及实时数据采集处理，或形成数据文件供后期数据处理绘图。系统使用工控机内部高频时钟进行精确的系统采样定时，使试验仪采样周期的精确度达到微秒级，有效地保证数据采集精度改造后的试验仪数据采集处理系统不仅使试验数据的精确采集、处理过程全部自动化，且成功地完成对试验数据后续处理，如滞回圈等非规则曲线面积及莫尔圆公切线求解等一系列复杂计算。     

具有时延和丢包的NCS鲁棒H∞控制

针对一类含有不确定参数的网络控制系统(NCS),研究网络中存在时延与丢包情况下的鲁棒?∞控制问题.构造一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并基于改进的Wirtinger不等式推导出闭环NCS渐近稳定且满足?∞性能的充分条件,该条件能得到比已有文献保守性更小的结果.给出线性锥补算法以实现次优鲁棒?∞控制器增益的求解.最后通过多个数值实例验证了所提出方法的有效性.     

基于视觉的空间粒子弱刚性运动约束

在对流场进行的激光测量中，针对运动粒子在具有一定体积的流场中透视成像后易出现的运动重叠问题，研究了粒子图像测速（PIV，particle image velodmetry）技术中近邻粒子的弱刚性运动，提出了应用于PIV系统中的空间粒子运动测量的约束条件（MPMC，movable particle measurement constraint），并给出其数学表达式。该约束条件基于PIV的近邻性准则并以邻近的粒子团作为匹配对象，利用视平面内相同运动的特征直线具有公共点的性质对前后两帧图像中的粒子进行运动检测。最后，通过仿真实验证明该方法的有效性。     

无反射不规则波造波机系统的研究

水槽不规则波的波浪试验中，造波机和建筑物之间波浪的多次反射是影响试验精度的重要方面，本文给出了水槽中不规则波造波机无反射造波的方法，提出了不规则波代表频率的确定方法，长时间造波试验研究结果表明，该文提出的方法是有效的。     

基于Winsock类开发的造波机控制系统通讯软件设计

结合实际课题取得的成功经验,简单介绍了大型多向不规则波造波机控制系统的组成及工作原理,详细阐述了该系统中由一台上位控制机通过以太网控制5台下位机所组成的小型局域控制网络中.针对控制系统需求展开的通信方法研究,利用Winsock程序接口基于MFC平台开发的上位机与下位机的通讯软件的设计与实现,最后介绍了TCP/IP传输协议传输大型数据文件时的分块技巧及注意事项.     

基于WiFi的无线浪高数据采集系统的设计

在海洋工程实验室现场数据采集过程中,由于测试点分散、实时性能要求较高、现场布线相对繁琐,提出一种基于WiFi的无线浪高数据采集系统。该系统主要由数据采集模块、单片机控制模块、无线WiFi模块以及上位机系统构成。采集的浪高信号经过电压偏置和低通滤波后由单片机控制器进行AD转换,然后通过无线WiFi模块输出数据。上位机系统通过无线AP点接收数据,再利用分析软件对数据进行分析和显示动态数据。在实验水池中,搭建由造波机、数据采集系统、无线接入点、上位机组成的实验系统来采集实时的浪高数据并验证系统数据传输的稳定性和数据通信的可靠性。通过实验证明,该系统可以实时采集浪高数据,具有传输速率快、可靠性高、实时性好的特点。     

EtherCAT网络数据采集系统的设计与实现

针对很多领域中数据采集量大、数据采集点分布广、间距长等问题设计了一种基于EtherCAT工业以太网的网络数据采集系统;简介了EtherCAT网络通信原理和结构,详细阐述了系统的硬件设计:以PIC单片机为主控制器,采用一片AD转换芯片并配合数个模拟量多路开关实现多路数据采集,并完成了EtherCAT主站程序、从站应用程序的设计;最后,对采集系统进行了实验验证,实验结果证实了该网络数据采集系统的实用性和可靠性。     

开放式风速控制系统的研制

在海洋工程结构动力模型模拟试验中,为了实现开放环境下风荷载的实验室模拟,研发了一套开放式风速模拟控制系统;简要介绍了系统的整体结构设计和软件开发流程;由于在开放环境下进行风速的控制容易受到外界气流、温度等环境因素的影响,控制难度大且建模较困难,采用专家-模糊自适应PID控制算法,能够较好地跟踪目标风速,实现了对风速的实时模拟控制;最后通过实验验证了所设计的开放式风速控制系统能够满足实验要求。     

基于PCIe总线接口的EtherCAT从站网卡设计

在基于EtherCAT总线的集散式数据采集系统中,针对测量仪器的高速实时采集需求,设计了一款基于PCIe接口的EtherCAT从站网卡;该网卡将不含网络接口的工控机直接接入EtherCAT网络,从而为浪高、流速、浮体六自由度等物理量的高速实时采集提供了一种简便灵活的实现途径;文中首先介绍了从站网卡的总体结构,接着从硬件和软件两部分详细给出了从站网卡的设计思路,最后通过实验验证了所提方案的有效性;试验结果表明,该从站网卡完全满足对数据传输的实时性、同步性、速度和准确性的要求。