一种适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统，包括由固定挡板、滑动挡板组成的斜坡堤堤身，固定挡板与地基相连，并通过支撑柱支撑固定，固定挡板的两端与侧墙固接，滑动挡板由钢丝绳相连在导轨内滑动，还包括控制滑动挡板高度的控制系统，控制系统根据预设值调整滑动挡板理论位置，如滑动挡板位置与理论位置相差大于预定误差范围，由控制系统进行纠偏。其有益效果是，利用单片机控制闸门开度仪，以实现调整滑动挡板高度的目的，可以使捕获的波浪能达到最大，同时运用负反馈原理对挡板高度进行纠偏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统，用以实现针对越浪发电斜坡入水口高度的自动控制。
技术介绍
随着资源需求量的不断增加，非可再生能源贮藏量减少，人们开始探索更多清洁可再生能源。波浪能具有无污染，可再生，储量大，分布广等特点，近年来对于波浪发电的研究取得了一定成果。但由于波浪能作为海洋能源中最不稳定的一种，如何提高波浪发电的效率成为研究的重点。丹麦提出槽式波浪发电装置，但由于水槽分布固定，无法获得最大越浪量。天津大学在此基础上提出专利CN201110117283.4，将槽式波浪发电结构与滑动挡板相结合，提高对波浪能的捕获效率。但是在不同海况下，如何根据水位自动调整滑动挡板高度这个问题还没有得到解决。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种与斜坡堤槽式波浪发电装置结合的自动控制系统，利用单片机控制闸门开度仪，以实现调整滑动挡板高度的目的，同时运用负反馈原理对挡板高度进行纠偏。本专利技术是将在防波堤斜面上设置随平均水位变化而自动变化高度的越浪汇集挡板，使其在不同水位下都能汇集最大越浪量。为了达到根据水位自动调整滑动挡板高度的目的，本专利技术采用的技术方案是：一种适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统，包括由固定挡板、滑动挡板组成的斜坡堤堤身，固定挡板与地基相连，并通过支撑柱支撑固定，固定挡板的两端与侧墙固接，滑动挡板由钢丝绳相连在导轨内滑动，还包括控制滑动挡板高度的控制系统，控制系统根据预设值调整滑动挡板理论位置，如滑动挡板位置与理论位置相差大于预定误差范围，由控制系统进行纠偏。进一步的，所述的控制系统设定滑动挡板备选高度值和水位测量周期，按周期通过水位计测量海平面高度，由控制系统单片机采集数据并分析计算，根据比对得到最有利的滑动挡板高度预设值，单片机输出的信号经过D/A转换器送到电机控制回路，调整滑动挡板高度。进一步的，还包括开度仪，所述的开度仪内设有由钢丝绳收紧器和光电编码器构成的闸位传感器，光电编码器与钢丝绳收紧器的测量轮相连。进一步的，所述的滑动挡板的位移作为闸门开度仪内闸位传感器输出信号，传送到单片机，当单片机判断滑动挡板高度达到预设位置，输出指令停止电机运转，如滑动挡板因外界扰动而无法到达预设位置，单片机将挡板实际位置与预设位置作差，若差值大于可接受的误差范围，则向电机发送指令，调节滑动挡板高度，直到位置误差可接受，实现滑动挡板纠偏。进一步的，在单片机采样之前首先对水位计所得信号进行滤波。进一步的，水位计采用激光水位计。本专利技术的有益效果是：将槽式波浪发电结构与防波堤结合，可以在实现防波的基础上同时实现波浪发电。滑动挡板代替固定水槽，利用单片机控制滑动挡板，可以使捕获的波浪能达到最大。系统通过波浪发电供给能量，实现了自循环。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术控制系统结构示意图；图3为本专利技术软件主程序流程图；图4为本专利技术单片机海平面采样子程序流程图；图5为本专利技术滑动挡板高度自动控制子程序流程图；图6为本专利技术纠偏子程序流程图。其中：1.固定挡板2.滑动挡板3.导轨4.钢丝绳5.支撑柱6.测量轮7.光电编码器8.控制系统(单片机)9.侧墙。具体实施方式下面结合附图及实施例，对本专利技术的具体实施做进一步描述。该专利技术提供了一种与斜坡堤槽式波浪发电装置结合的自动控制系统，操作简单，实用性强。请参阅图1，斜坡堤堤身由固定挡板1、滑动挡板2组成，固定挡板1与地基相连，两端与侧墙9固接。滑动挡板2由钢丝绳4相连，由电机提供动力，在导轨3内滑动。开度仪内闸位传感器由钢丝绳收紧器和光电编码器7构成，光电编码器7与钢丝绳收紧器的测量轮6相连。水位计采用激光水位计。附图2给出了本专利技术控制系统结构示意图，附图3为本专利技术控制系统软件主程序流程图。由附图2和附图3可知，本专利技术利用控制系统单片机设定滑动挡板2备选高度值和水位测量周期，按周期通过水位计测量海平面高度，由单片机进行采样。为了排除海面波动影响，在单片机采样之前首先对水位计所得信号进行滤波。单片机根据采样数据分析结果选择对应能使越浪量达到最大的
滑动挡板2高度预设值，该预设值与海平面的高度有关，并通过光电编码器7的数模转换装置输出模拟信号，控制电机开始运行；运行中，滑动挡板2的位移作为闸门开度仪内闸位传感器输出信号，传送到单片机，当单片机判断滑动挡板2高度达到预设位置，输出指令停止电机运转。如滑动挡板2因外界扰动而无法到达预设位置，单片机将挡板实际位置与预设位置作差，若差值大于可接受的误差范围，则向电机发送指令，调节滑动挡板高度，直到位置误差可接受，以此实现纠偏功能。附图4为本专利技术单片机海平面采样子程序流程图，单片机设定水位测量周期后，向计数器发出指令，计数器开始采样计数，并判断计数器是否达到预定的水位测量周期。如是，对海平面高度进行采样，并将所得海平面高度数据输送到单片机重新设定滑动挡板2高度预设值。如否，由计数器重新计数。附图5为本专利技术滑动挡板高度自动控制子程序流程图，为了达到根据水位自动调整滑动挡板高度的目的，单片机向滑动挡板2的起动电机发出指令，电机运转带动滑动挡板2到一定位置，此时通过闸位传感器测量滑动挡板2的高度，并将所得数据传递给单片机，由单片机判断滑动挡板2是否到达指定位置。如是，停止电机运转，如否，向闸位传感器传递信号，调整滑动挡板2位置进行纠偏。附图6为本专利技术纠偏子程序流程图，当滑动挡板2到达预设位置时，电机停止运行，单片机取消滑动挡板2高度设定值，并获取挡板开度当前值，并计算滑动挡板2当前位置与预设位置的差值，判断误差是否可接受。如是，则返回进行下一步程序。如否通过附图3所示程序向电机发送指令，调节滑动挡板高度，直到位置误差可接受。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统，其特征是：包括由固定挡板、滑动挡板组成的斜坡堤堤身，固定挡板与地基相连，并通过支撑柱支撑固定，固定挡板的两端与侧墙固接，滑动挡板由钢丝绳相连在导轨内滑动，还包括控制滑动挡板高度的控制系统，控制系统根据预设值调整滑动挡板理论位置，如滑动挡板位置与理论位置相差大于预定误差范围，由控制系统进行纠偏。

【技术特征摘要】
1.一种适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统，其特征是：包括由固定挡板、滑动挡板组成的斜坡堤堤身，固定挡板与地基相连，并通过支撑柱支撑固定，固定挡板的两端与侧墙固接，滑动挡板由钢丝绳相连在导轨内滑动，还包括控制滑动挡板高度的控制系统，控制系统根据预设值调整滑动挡板理论位置，如滑动挡板位置与理论位置相差大于预定误差范围，由控制系统进行纠偏。2.根据权利要求1所述的适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统，其特征是：所述的控制系统设定滑动挡板备选高度值和水位测量周期，按周期通过水位计测量海平面高度，由控制系统单片机采集数据并分析计算，根据比对得到最有利的滑动挡板高度预设值，单片机输出的信号经过D/A转换器送到电机控制回路，调整滑动挡板高度。3.根据权利要求1所述的适用于斜坡堤槽式波浪发电装置的自动控制系统，其特征是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，李默晶，盛传明，徐宝，黄宣旭，
申请(专利权)人：天津大学前沿技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12