波浪运动机械模拟器设计与仿真研究

为解决实验室环境下波浪输入信号的产生问题,文中结合线性波理论,提出一套可变频率、变波高的凸轮机械式波浪模拟器的设计方案。依据不同海况的波浪特性,采用不同直径的凸轮用以模拟波高变化。以直流伺服电机变压调速方式模拟波频变化,将所需模拟的波频特性转换为转速信号作为输入,伺服电机经由减速器带动凸轮转动,以凸轮实际转速作为输出,通过检测装置实时测定凸轮转速作为反馈,建立波浪运动机械模拟器转速闭环PID控制系统模型。利用ADAMS与MATLAB仿真软件对波浪运动模拟装置的机械系统与控制系统进行联合仿真,通过整定PID控制参数,解决了变频系统输出超调率过大问题。文中研究为实验室环境下研究振荡扑翼波浪能发电装置试验中波浪模拟输入问题提供了新思路、新方法,给海洋工程装备的开发提供重要依据。