中山大学詹杰民获国家专利权
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龙图腾网获悉中山大学申请的专利一种杆系联动高精度控制的垂向多板造波系统及其控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120333766B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510523360.8,技术领域涉及:G01M10/00;该发明授权一种杆系联动高精度控制的垂向多板造波系统及其控制方法是由詹杰民;黄梓维;苏炜;胡文清设计研发完成,并于2025-04-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种杆系联动高精度控制的垂向多板造波系统及其控制方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种杆系联动高精度控制的垂向多板造波系统及其控制方法,通过令计算机控制系统生成非线性的波浪控制信号,并通过控制器及驱动装置独立驱动每个造波板上的铰接点,从而实现了造波板局部运动的精细化调节,通过精确控制各铰接点的位移高保真复现了目标波浪的垂向速度与位移剖面。具体地,通过水动力学理想流体势流理论推导垂向多板造波机的各板摇幅与波高的传递函数,结合各板摇幅和非线性波垂向分布的位移或速度之比一致的关系以及每块造波板的几何不变特性,联立求解出各铰接点的具体位移后,再根据造波板铰接点与伺服滑块连杆运动的几何非线性关系,得到伺服电机的运动规律,实现了垂向多板造波系统对目标波浪的高精度复现。
本发明授权一种杆系联动高精度控制的垂向多板造波系统及其控制方法在权利要求书中公布了:1.一种杆系联动高精度控制的垂向多板造波系统的控制方法,其特征在于,所述垂向多板造波系统包括若干个竖直设置并相互铰接的造波板、控制装置及驱动装置,所述造波板的每个铰接点通过所述驱动装置独立驱动; 所述驱动装置包括电机、与所述电机输出端连接的直线丝杆、与直线丝杆螺纹配合的滑块、一端与滑块固定连接、另一端与造波板铰接的连杆,用于将直线丝杆的直线运动转换为造波板上铰接点的复合运动; 所述控制装置包括计算机控制系统及若干个与所述驱动装置对应电连接的控制器,所述控制器与所述驱动装置对应连接,用于接收波浪控制信号并指令驱动装置带动造波板运动;所述计算机控制系统与所述控制器通信连接,并依据目标波浪的垂向速度剖面形状解析生成非线性控制信号,所述波浪控制信号综合补偿因垂向多板造波系统中因驱动装置传动产生的造波板运动的非线性动态误差; 控制方法包括以下步骤: S1.依据目标波浪形状解析生成造波板的位移信息; S2.依据直线丝杆与造波板之间的非线性控制关系,生成直线丝杆的非线性位移指令;并实时求解多个造波板联动的约束方程,以实现多个造波板间的协同运动; 在步骤S2中,所述直线丝杆与造波板间的非线性控制关系为: 直线丝杆的位移x满足下列关系: 1; 其中,在同一造波板上,O为作为基准的铰接点,A为产生运动的铰接点,B为A铰接点对应连接的滑块,α为A铰接点运动轨迹的水平夹角,θ为A铰接点运动轨迹的竖直夹角; 消去α后,θ与x之间满足下式: 2; 且A铰接点的水平位移S满足水波理论中垂向速度剖面的位移关系; 在步骤S2中,所述多个造波板联动的约束方程为: 4; 5; 其中,Si为第i个铰链的水平位移,hi为第i个铰链对应水深,k为波数,l为相邻铰接点的间距; 所述计算机控制系统通过联立求解所有造波板的Si和hi,加上运动控制边界约束条件,并预设各铰接点的运动轨迹,使其与步骤S1中依据目标波浪形状解析生成的造波板的位移信息相匹配,以实现对多个造波板协同运动的高精度控制。
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