双向流水槽模拟潮汐的控制软件设计与实现-计算机应用与软件.pdf

第２８卷第３期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ２８Ｎｏ．３ ２０１１年３月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｍａｒ．２０１１ 双向流水槽模拟潮汐的控制软件设计与实现 １ ２ ２ ３ 李春芳 　徐大诚 　丁建强　李瑞杰 １（苏州大学电子信息学院　江苏苏州２１５０２１） ２（苏州大学应用技术学院　江苏苏州２１５３２５） ３（河海大学海岸灾害与防护教育部重点实验室　江苏南京２１００９８） 摘　要　　在双向流水槽中模拟潮汐是研究海岸灾害防护的重要手段之一，而潮汐模拟过程中，系统控制软件的性能决定仿真精 度。利用双向流水槽结合尾门和双向水泵控制的模拟潮汐控制软件可实现对水位和流速精确控制。首先由下位机获取检测仪器采 集的水位和流速数据，并进行非线性校正处理；然后上位机通过自适应水位水流控制算法求得控制量、发出控制指令调节现场尾门 和双向水泵状态，从而生成模拟潮汐。实验通过对周期为４８小时的不规则潮汐进行模拟，得到水位和流速的误差均小于５％。结 果表明该控制软件具有高精度和稳定性，可满足科研需求。 关键词　　双向流水槽　模拟潮汐　控制软件 ＤＥＳＩＧＮＩＮＧＡＮＤＩＭＰＬＥＭＥＮＴＩＮＧＣＯＮＴＲＯＬＳＯＦＴＷＡＲＥＯＦＴＩＤＥＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＩＮＴＷＯＷＡＹＦＬＯＷＩＮＧＷＡＴＥＲＴＲＯＵＧＨ １ ２ ２ ３ ＬｉＣｈｕｎｆａｎｇ　ＸｕＤａｃｈｅｎｇ　ＤｉｎｇＪｉａｎｑｉａｎｇ　ＬｉＲｕｉｊｉｅ １（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＳｏｏｃｈｏｗＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｕｚｈｏｕ２１５０２１，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） ２（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｏｏｃｈｏｗＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｕｚｈｏｕ２１５３２５，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） ３（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＣｏａｓｔａｌＤｉｓａｓｔｅｒａｎｄＤｅｆｅｎｓｅｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｔｉｄｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙｔｗｏｗａｙｆｌｏｗｉｎｇｗａｔｅｒｔｒｏｕｇｈｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｃｏａｓｔａｌｄｉｓａｓｔｅｒａｎｄｄｅｆｅｎｓｅ， ａｎｄｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｉｄｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｂｙｕｓｉｎｇ ｔｗｏｗａｙｆｌｏｗｉｎｇｗａｔｅｒｔｒｏｕｇｈａｎｄｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｔｉｄｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｂｏｔｈｔａｉｌｇａｔｅａｎｄｔｗｏｗａｙｐｕｍｐ，ｐｒｅｃｉｓｅｃｏｎｔｒｏｌｏｎｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌａｎｄｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｃａｎｂｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｓｌａｖｅｃｏｍｐｕｔｅｒａｃｑｕｉｒｅｓｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｎｄｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｅｄｂｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｉｎｓｔｒｕ ｍｅｎｔｓ，ａｎｄｅｘｅｒｔｓｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｄａｔａ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｍａｓｔｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｒｉａｂｌｅｓｂｙａｄａｐｔｉｖｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｎｄ ｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌａｌ