一種適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，包括由固定擋板、滑動擋板組成的斜坡堤堤身，固定擋板與地基相連，并通過支撐柱支撐固定，固定擋板的兩端與側墻固接，滑動擋板由鋼絲繩相連在導軌內滑動，還包括控制滑動擋板高度的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)預設值調整滑動擋板理論位置，如滑動擋板位置與理論位置相差大于預定誤差范圍，由控制系統(tǒng)進行糾偏。其有益效果是，利用單片機控制閘門開度儀，以實現(xiàn)調整滑動擋板高度的目的，可以使捕獲的波浪能達到最大，同時運用負反饋原理對擋板高度進行糾偏。
【專利說明】
一種適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，用以實現(xiàn)針對越浪發(fā)電斜坡入水口高度的自動控制。
【背景技術】
[0002]隨著資源需求量的不斷增加，非可再生能源貯藏量減少，人們開始探索更多清潔可再生能源。波浪能具有無污染，可再生，儲量大，分布廣等特點，近年來對于波浪發(fā)電的研究取得了一定成果。但由于波浪能作為海洋能源中最不穩(wěn)定的一種，如何提高波浪發(fā)電的效率成為研究的重點。丹麥提出槽式波浪發(fā)電裝置，但由于水槽分布固定，無法獲得最大越浪量。天津大學在此基礎上提出專利CN201110117283.4，將槽式波浪發(fā)電結構與滑動擋板相結合，提高對波浪能的捕獲效率。但是在不同海況下，如何根據(jù)水位自動調整滑動擋板高度這個問題還沒有得到解決。

【發(fā)明內容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種與斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置結合的自動控制系統(tǒng)，利用單片機控制閘門開度儀，以實現(xiàn)調整滑動擋板高度的目的，同時運用負反饋原理對擋板高度進行糾偏。
[0004]本發(fā)明是將在防波堤斜面上設置隨平均水位變化而自動變化高度的越浪匯集擋板，使其在不同水位下都能匯集最大越浪量。為了達到根據(jù)水位自動調整滑動擋板高度的目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0005]—種適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，包括由固定擋板、滑動擋板組成的斜坡堤堤身，固定擋板與地基相連，并通過支撐柱支撐固定，固定擋板的兩端與側墻固接，滑動擋板由鋼絲繩相連在導軌內滑動，還包括控制滑動擋板高度的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)預設值調整滑動擋板理論位置，如滑動擋板位置與理論位置相差大于預定誤差范圍，由控制系統(tǒng)進行糾偏。
[0006]進一步的，所述的控制系統(tǒng)設定滑動擋板備選高度值和水位測量周期，按周期通過水位計測量海平面高度，由控制系統(tǒng)單片機采集數(shù)據(jù)并分析計算，根據(jù)比對得到最有利的滑動擋板高度預設值，單片機輸出的信號經(jīng)過D/A轉換器送到電機控制回路，調整滑動擋板高度。
[0007]進一步的，還包括開度儀，所述的開度儀內設有由鋼絲繩收緊器和光電編碼器構成的閘位傳感器，光電編碼器與鋼絲繩收緊器的測量輪相連。
[0008]進一步的，所述的滑動擋板的位移作為閘門開度儀內閘位傳感器輸出信號，傳送到單片機，當單片機判斷滑動擋板高度達到預設位置，輸出指令停止電機運轉，如滑動擋板因外界擾動而無法到達預設位置，單片機將擋板實際位置與預設位置作差，若差值大于可接受的誤差范圍，則向電機發(fā)送指令，調節(jié)滑動擋板高度，直到位置誤差可接受，實現(xiàn)滑動擋板糾偏。
[0009]進一步的，在單片機采樣之前首先對水位計所得信號進行濾波。
[0010]進一步的，水位計采用激光水位計。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]將槽式波浪發(fā)電結構與防波堤結合，可以在實現(xiàn)防波的基礎上同時實現(xiàn)波浪發(fā)電?；瑒訐醢宕婀潭ㄋ?，利用單片機控制滑動擋板，可以使捕獲的波浪能達到最大。系統(tǒng)通過波浪發(fā)電供給能量，實現(xiàn)了自循環(huán)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明控制系統(tǒng)結構示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明軟件主程序流程圖；
[0016]圖4為本發(fā)明單片機海平面采樣子程序流程圖；
[0017]圖5為本發(fā)明滑動擋板高度自動控制子程序流程圖；
[0018]圖6為本發(fā)明糾偏子程序流程圖。
[0019]其中:1.固定擋板2.滑動擋板3.導軌4.鋼絲繩5.支撐柱6.測量輪7.光電編碼器8.控制系統(tǒng)(單片機)9.側墻。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及實施例，對本發(fā)明的具體實施做進一步描述。
[0021]該發(fā)明提供了一種與斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置結合的自動控制系統(tǒng)，操作簡單，實用性強。
[0022]請參閱圖1，斜坡堤堤身由固定擋板1、滑動擋板2組成，固定擋板I與地基相連，兩端與側墻9固接。滑動擋板2由鋼絲繩4相連，由電機提供動力，在導軌3內滑動。開度儀內閘位傳感器由鋼絲繩收緊器和光電編碼器7構成，光電編碼器7與鋼絲繩收緊器的測量輪6相連。水位計采用激光水位計。
[0023]附圖2給出了本發(fā)明控制系統(tǒng)結構示意圖，附圖3為本發(fā)明控制系統(tǒng)軟件主程序流程圖。由附圖2和附圖3可知，本發(fā)明利用控制系統(tǒng)單片機設定滑動擋板2備選高度值和水位測量周期，按周期通過水位計測量海平面高度，由單片機進行采樣。為了排除海面波動影響，在單片機采樣之前首先對水位計所得信號進行濾波。單片機根據(jù)采樣數(shù)據(jù)分析結果選擇對應能使越浪量達到最大的滑動擋板2高度預設值，該預設值與海平面的高度有關，并通過光電編碼器7的數(shù)模轉換裝置輸出模擬信號，控制電機開始運行;運行中，滑動擋板2的位移作為閘門開度儀內閘位傳感器輸出信號，傳送到單片機，當單片機判斷滑動擋板2高度達到預設位置，輸出指令停止電機運轉。如滑動擋板2因外界擾動而無法到達預設位置，單片機將擋板實際位置與預設位置作差，若差值大于可接受的誤差范圍，則向電機發(fā)送指令，調節(jié)滑動擋板高度，直到位置誤差可接受，以此實現(xiàn)糾偏功能。
[0024]附圖4為本發(fā)明單片機海平面采樣子程序流程圖，單片機設定水位測量周期后，向計數(shù)器發(fā)出指令，計數(shù)器開始采樣計數(shù)，并判斷計數(shù)器是否達到預定的水位測量周期。如是，對海平面高度進行采樣，并將所得海平面高度數(shù)據(jù)輸送到單片機重新設定滑動擋板2高度預設值。如否，由計數(shù)器重新計數(shù)。
[0025]附圖5為本發(fā)明滑動擋板高度自動控制子程序流程圖，為了達到根據(jù)水位自動調整滑動擋板高度的目的，單片機向滑動擋板2的起動電機發(fā)出指令，電機運轉帶動滑動擋板2到一定位置，此時通過閘位傳感器測量滑動擋板2的高度，并將所得數(shù)據(jù)傳遞給單片機，由單片機判斷滑動擋板2是否到達指定位置。如是，停止電機運轉，如否，向閘位傳感器傳遞信號，調整滑動擋板2位置進行糾偏。
[0026]附圖6為本發(fā)明糾偏子程序流程圖，當滑動擋板2到達預設位置時，電機停止運行，單片機取消滑動擋板2高度設定值，并獲取擋板開度當前值，并計算滑動擋板2當前位置與預設位置的差值，判斷誤差是否可接受。如是，則返回進行下一步程序。如否通過附圖3所示程序向電機發(fā)送指令，調節(jié)滑動擋板高度，直到位置誤差可接受。
【主權項】
1.一種適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，其特征是:包括由固定擋板、滑動擋板組成的斜坡堤堤身，固定擋板與地基相連，并通過支撐柱支撐固定，固定擋板的兩端與側墻固接，滑動擋板由鋼絲繩相連在導軌內滑動，還包括控制滑動擋板高度的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)預設值調整滑動擋板理論位置，如滑動擋板位置與理論位置相差大于預定誤差范圍，由控制系統(tǒng)進行糾偏。2.根據(jù)權利要求1所述的適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，其特征是:所述的控制系統(tǒng)設定滑動擋板備選高度值和水位測量周期，按周期通過水位計測量海平面高度，由控制系統(tǒng)單片機采集數(shù)據(jù)并分析計算，根據(jù)比對得到最有利的滑動擋板高度預設值，單片機輸出的信號經(jīng)過D/A轉換器送到電機控制回路，調整滑動擋板高度。3.根據(jù)權利要求1所述的適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，其特征是:包括開度儀，所述的開度儀內設有由鋼絲繩收緊器和光電編碼器構成的閘位傳感器，光電編碼器與鋼絲繩收緊器的測量輪相連。4.根據(jù)權利要求1或2所述的適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，其特征是:滑動擋板的位移作為閘門開度儀內閘位傳感器輸出信號，傳送到單片機，當單片機判斷滑動擋板高度達到預設位置，輸出指令停止電機運轉，如滑動擋板因外界擾動而無法到達預設位置，單片機將擋板實際位置與預設位置作差，若差值大于可接受的誤差范圍，則向電機發(fā)送指令，調節(jié)滑動擋板高度，直到位置誤差可接受，實現(xiàn)滑動擋板糾偏。5.根據(jù)權利要求1所述的適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，其特征是:在單片機采樣之前首先對水位計所得信號進行濾波。6.根據(jù)權利要求2所述的適用于斜坡堤槽式波浪發(fā)電裝置的自動控制系統(tǒng)，其特征是:水位計采用激光水位計。
【文檔編號】E02B9/04GK105862689SQ201610175987
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】練繼建, 李默晶, 盛傳明, 徐寶, 黃宣旭
【申請人】天津大學前沿技術研究院有限公司