【技術實現步驟摘要】
本說明書實施例屬于能源轉換，具體涉及一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置及方法。
技術介紹
1、波浪能轉換裝置，用于捕獲波浪能，并將波浪能轉化成機械能，最后再將機械能轉化成其它能，例如電能。
2、pto系統(power?take-off，即功率輸出)是波浪能轉換裝置中的關鍵組成部分，目前對于波浪能轉換裝置的測試往往沒有充分考慮到pto系統(power?take-off，即功率輸出)的影響，這可能導致波浪能轉換裝置能量轉換性能和效率的降低。因此在波浪能轉換裝置投入正式使用之前應當對pto系統(power?take-off，即功率輸出)的輸出機制進行合理的設定。
3、然而，目前并沒有一種裝置可以用于研究pto輸出機制對波浪能轉換裝置的能量轉換性能和效率的影響。
技術實現思路
1、本說明書實施例提供了一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置及方法，可用于研究pto輸出機制對波浪能轉換裝置的能量轉換性能和效率的影響，以實現波浪能轉換裝置中pto系統輸出機制的合理設定。
2、第一方面，本說明書實施例提供了一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置，包括波浪運動模擬模塊、機械物理模型、運動數據采集模塊、光學運動捕捉測速模塊、軟件在環控制模塊、電機模塊；所述軟件在環控制模塊、電機模塊、機械物理模型依次連接，所述軟件在環控制模塊還與光學運動捕捉測速模塊連接；
3、所述波浪運動模擬模塊，用于模擬波浪運動；
4、所述機械物理模型
5、所述運動數據采集模塊，用于實時監測并記錄波浪在經過機械物理模型前后的運動狀態數據；
6、所述光學運動捕捉測速模塊，用于捕捉機械物理模型的運動圖像，并基于捕捉得到的運動圖像獲取機械物理模型的運動速度；
7、所述軟件在環控制模塊，用于實時接收機械物理模型的運動速度信息，并基于運動速度信息輸出反饋信息至電機模塊，所述反饋信息為pto阻尼力信息；
8、所述電機模塊，用于接收軟件在環控制模塊的反饋信息并執行，以實時產生對應的連續pto阻尼力，并將實時產生的連續pto阻尼力施加至機械物理模型以抵抗波浪對機械物理模型的運動沖擊。
9、作為優選方案，所述軟件在環控制模塊包括相連的數據接收單元、pto阻尼力計算單元，所述軟件在環控制模塊還包括與pto阻尼力計算單元連接的調整單元；
10、所述數據接收單元，用于實時接收機械物理模型的運動速度信息；
11、所述pto阻尼力計算單元，用于基于pto阻尼力計算式、實時接收的機械物理模型的運動速度信息輸出反饋信息至電機模塊，所述反饋信息為pto阻尼力信息；
12、所述調整單元，用于對pto阻尼力計算單元中采用的pto阻尼力計算式進行調整。
13、作為優選方案，所述機械物理模型具體包括相連的運動單元、傳動單元，所述傳動單元還與電機模塊連接；
14、所述運動單元，用于捕捉波浪運動沖擊并產生實時機械運動；
15、所述傳動單元，用于跟隨運動單元的實時機械運動進行連帶機械運動，并傳遞至電機模塊以驅使電機模塊的電機齒輪轉動，且傳動單元部分暴露于波浪運動區域范圍之外；
16、所述光學運動捕捉測速模塊，用于捕捉傳動單元暴露于波浪運動區域范圍之外部分的運動圖像，并基于捕捉得到的運動圖像獲取運動單元的運動速度；
17、所述軟件在環控制模塊，用于實時接收運動單元的運動速度信息，并基于運動速度信息輸出反饋信息至電機模塊，所述反饋信息為pto阻尼力信息；
18、所述電機模塊，用于接收軟件在環控制模塊的反饋信息并執行，以實時產生對應的連續pto阻尼力，并將實時產生的連續pto阻尼力施加至傳動單元以抵抗波浪對運動單元的運動沖擊。
19、作為優選方案，所述運動單元為一面向波浪運動方向設置的面結構，所述傳動單元為一傳動轉軸，所述面結構底部與傳動轉軸轉動連接，所述傳動轉軸還與電機模塊內的電機齒輪連接，以實現面結構、傳動轉軸、電機齒輪的同步轉動。
20、作為優選方案，所述波浪運動模擬模塊包括容納框架、設置于容納框架內的波浪運動模擬單元，模擬裝置還包括貫穿容納框架底部兩側設置的支撐架，所述機械物理模型設置于容納框架內；
21、所述波浪運動模擬單元，用于提供容納框架內波浪運動的動力，進而實現容納框架內的波浪運動模擬；
22、所述電機模塊包括第一電機單元、第二電機單元，所述第一電機單元、第二電機單元分別設置于支撐架暴露于容納框架外部的兩端上，所述軟件在環控制模塊分別與第一電機單元、第二電機單元連接，所述傳動轉軸貫穿容納框架底部兩側設置且傳動轉軸兩端分別與第一電機單元內的第一電機齒輪、第二電機單元內的第二電機齒輪連接。
23、作為優選方案，所述傳動轉軸暴露于容納框架外部的兩端分別套設有可跟隨傳動轉軸轉動的第一外擴結構、第二外擴結構，所述第一外擴結構、第二外擴結構上均標記有多個標記點；
24、所述光學運動捕捉測速模塊，用于捕捉外擴結構的運動圖像，并基于捕捉得到的運動圖像中標記點的位置變化情況獲取運動單元的運動速度。
25、作為優選方案，所述光學運動捕捉測速模塊包括第一光學運動捕捉測速單元、第二光學運動捕捉測速單元以及分別與第一光學運動捕捉測速單元、第二光學運動捕捉測速單元連接的速度計算單元；
26、所述第一光學運動捕捉測速單元，用于捕捉第一外擴結構的運動圖像，并基于捕捉得到的運動圖像中標記點的位置變化情況獲取第一外擴結構的運動速度；
27、所述二光學運動捕捉測速單元，用于捕捉第二外擴結構的運動圖像，并基于捕捉得到的運動圖像中標記點的位置變化情況獲取第二外擴結構的運動速度；
28、速度計算單元，用于根據第一外擴結構的運動速度、第二外擴結構的運動速度，計算得到運動單元的運動速度。
29、第二方面，本說明書實施例提供了一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬方法，基于上述第一方面所述的一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置，包括：
30、多次調整軟件在環控制模塊中用于計算反饋信息的pto阻尼力計算式，以獲取多個調整后pto阻尼力計算式；
31、針對每一調整后pto阻尼力計算式，均獲取采用該調整后pto阻尼力計算式時，在波浪不同運動模擬狀態下波浪經過機械物理模型前后的運動狀態數據，以得到該調整后pto阻尼力計算式對應的能效轉換數據，并在模擬過程中實時記錄機械物理模型的運動速度信息。
32、作為優選方案，所述多個調整后pto阻尼力計算式包括線性pto阻尼力計算式和非線性pto阻尼力計算式。
33、作為優選方案，所述多次調整軟件在環控制模塊中用于計算反饋信息的pto阻尼力計算式，以獲取多個調整后pto阻尼力計算式，包括：
34、多次調整軟件在環控制模塊中用于計算反本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬裝置，其特征在于，包括波浪運動模擬模塊、機械物理模型、運動數據采集模塊、光學運動捕捉測速模塊、軟件在環控制模塊、電機模塊；所述軟件在環控制模塊、電機模塊、機械物理模型依次連接，所述軟件在環控制模塊還與光學運動捕捉測速模塊連接；
2.根據權利要求1所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬裝置，其特征在于，所述軟件在環控制模塊包括相連的數據接收單元、PTO阻尼力計算單元，所述軟件在環控制模塊還包括與PTO阻尼力計算單元連接的調整單元；
3.根據權利要求1所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬裝置，其特征在于，所述機械物理模型具體包括相連的運動單元、傳動單元，所述傳動單元還與電機模塊連接；
4.根據權利要求3所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬裝置，其特征在于，所述運動單元為一面向波浪運動方向設置的面結構，所述傳動單元為一傳動轉軸，所述面結構底部與傳動轉軸轉動連接，所述傳動轉軸還與電機模塊內的電機齒輪連接，以實現面結構、傳動轉軸、電機齒輪的同步轉動。
5.根據權利要求4所
6.根據權利要求5所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬裝置，其特征在于，所述傳動轉軸暴露于容納框架外部的兩端分別套設有可跟隨傳動轉軸轉動的第一外擴結構、第二外擴結構，所述第一外擴結構、第二外擴結構上均標記有多個標記點；
7.根據權利要求6所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬裝置，其特征在于，所述光學運動捕捉測速模塊包括第一光學運動捕捉測速單元、第二光學運動捕捉測速單元以及分別與第一光學運動捕捉測速單元、第二光學運動捕捉測速單元連接的速度計算單元；
8.一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬方法，基于權利要求1～7任一項所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬裝置，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬方法，其特征在于，所述多個調整后PTO阻尼力計算式包括線性PTO阻尼力計算式和非線性PTO阻尼力計算式。
10.根據權利要求9所述的一種基于軟件在環技術的實時PTO阻尼模擬方法，其特征在于，所述多次調整軟件在環控制模塊中用于計算反饋信息的PTO阻尼力計算式，以獲取多個調整后PTO阻尼力計算式，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置，其特征在于，包括波浪運動模擬模塊、機械物理模型、運動數據采集模塊、光學運動捕捉測速模塊、軟件在環控制模塊、電機模塊；所述軟件在環控制模塊、電機模塊、機械物理模型依次連接，所述軟件在環控制模塊還與光學運動捕捉測速模塊連接；
2.根據權利要求1所述的一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置，其特征在于，所述軟件在環控制模塊包括相連的數據接收單元、pto阻尼力計算單元，所述軟件在環控制模塊還包括與pto阻尼力計算單元連接的調整單元；
3.根據權利要求1所述的一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置，其特征在于，所述機械物理模型具體包括相連的運動單元、傳動單元，所述傳動單元還與電機模塊連接；
4.根據權利要求3所述的一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置，其特征在于，所述運動單元為一面向波浪運動方向設置的面結構，所述傳動單元為一傳動轉軸，所述面結構底部與傳動轉軸轉動連接，所述傳動轉軸還與電機模塊內的電機齒輪連接，以實現面結構、傳動轉軸、電機齒輪的同步轉動。
5.根據權利要求4所述的一種基于軟件在環技術的實時pto阻尼模擬裝置，其特征在于，所述波浪運動模擬模塊包括容納框架、設置于容納框架內的波浪運動模擬單元，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜雪，趙晨旭，楊堃，李慶安，范迪夏，孔秋焱，
申請(專利權)人：舟山超波科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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