伺服沖箱式造波機控制系統(tǒng)研究（可編輯）

1、伺服沖箱式造波機控制系統(tǒng)研究 華中科技大學碩士學位論文伺服沖箱式造波機控制系統(tǒng)研究姓名:王偉申請學位級別:碩士專業(yè):輪機工程指導(dǎo)教師:徐國華2002.1.13華中科技大學碩士學位論文摘要造波機是實驗室進行波浪模擬的最主要設(shè)備,波浪模擬對于船舶、水利、海工建筑、海上石油開采等許多領(lǐng)域的研究都具有重要的意義.本文從控制的角度對造波機的控制體系結(jié)構(gòu)、伺服控制策略及算法進行了探討,另外本文還對造波機造波原理、控制算法實現(xiàn)以及試驗結(jié)果進行了分析.在分析了當前造波機控制系統(tǒng)的幾種體系結(jié)構(gòu)以及用戶的具體要求后.本系統(tǒng)采用了計算機控制,控制結(jié)構(gòu)為模擬調(diào)節(jié)器,當計算機出現(xiàn)故障時,”由模擬調(diào)節(jié)器獨立完成操作,提高

2、了系統(tǒng)的可靠性和安全性,非常適合造波機系統(tǒng)的控制。本文針對系統(tǒng)非線性的特點,采用了模擬和數(shù)字混臺的控制簇略,對造波機的運動軌跡進行了跟蹤控制.所設(shè)計的伺服放大器具有可選擇的控制玎關(guān),從而可以方便的實現(xiàn)數(shù)字和模擬控制。本爻還針對平臺下精確定時困難的現(xiàn)實,在此方面進行了深入的探討,分析比較了幾種定時方式的優(yōu)缺點,最后得出在基于平臺的實時控制系統(tǒng)中,多媒體時鐘是一種很理想的高精度定時器,它可以實現(xiàn)精股高達的高精度定時.并用.給出了具體的定制方式和程序?qū)崿F(xiàn)。最后.小文還從汁算機控制系統(tǒng)中干擾的來源及特點,提出了具體的抗:擾措施。還通過體試驗,剝整個造波機系統(tǒng)進行了多方面測試,結(jié)果表明此系統(tǒng)性能優(yōu)越,控

3、制穩(wěn)定可靠,各項性能指標均到達使用單位的要求。控制關(guān)鍵詞:電液伺服裝硫 造疲機 普通瓷時器 多媒體河面抗干擾計算機控制?,.,.。.:.。.。.,.:,.?一?華中科技大學碩士學位論文竺竺竺竺竺竺竺竺., , . ,“ . . ?. . .,? . &、., :?一華中科技大學碩士學位論文概論.課題來源及意義幻在試驗水池中實現(xiàn)海上環(huán)境的模擬是隨著海洋開發(fā)工程而興起的一門試驗研究技術(shù),除風、流的模擬之外,波浪的模擬是極為重要的。波浪對船舶、水利、海工建筑、海上石油開采等許多領(lǐng)域的研究都具有重要的意義。在船舶設(shè)計領(lǐng)域,研究船舶在波浪中的航行及運動性能:在碼頭、堤壩等水利工程中,研究及測試其抗波浪能

4、力;在海上石油開采中,分析海上鉆采設(shè)備對海浪的抗疲勞性能,以及在休閑娛樂業(yè)供游客參與波浪戲水游樂活動等,都需要進行與波浪相關(guān)的實驗。研究的手段可歸納為三種:數(shù)學力學的方法、模擬的方法和現(xiàn)場觀測的方法。數(shù)學力學方法是應(yīng)用牛頓力學理論,從流體運動方程和質(zhì)量守恒方程出發(fā),結(jié)合一定的邊界條件,得到一些波浪運動的解,并用以解釋波浪運動的某些現(xiàn)象。這種理論模式,在一定條件下,作為一種近似,可以用于工程實際,具有代價小收效快的優(yōu)點。但是數(shù)學方法只能對特殊的情況才能找到解析解。而自然界的條件是相當復(fù)雜的,一般情況下很難找到問題的解析答案。用特殊情況下獲得的答案去解釋普通的實際波浪,不能不產(chǎn)生較大的差異?，F(xiàn)場觀

5、測的方法是在實際的波浪環(huán)境下進行一些工程實驗,這種方法準確可靠,沒有任何假設(shè)和虛擬,但也有它自己的缺點和不足。一方面,自然現(xiàn)象不能受人工的控制,人們不容易“捕捉”到最有利的時機;另一方面,現(xiàn)場觀測實驗要投入大量的人力、物力和現(xiàn)代化的精密儀器設(shè)備。這是制約其不能廣泛和普遍發(fā)展的原因。模擬實驗的方法,是在某種相似的原則下,把自然現(xiàn)象在實驗室內(nèi)進行復(fù)演。這種方法,克服了數(shù)學力學方法假設(shè)條件的狹隘性,并且不受線性條件的限制,得到的結(jié)果也比數(shù)學力學方法更接近于實際。同時,模擬的方法可以人工控制或調(diào)節(jié),不受外界條件的影響,克服了現(xiàn)場觀測在這方面的不足,所需花費也比現(xiàn)場觀測要少得多。但是受實驗室的條件所限,

6、模擬的范圍也相對有限,得到的結(jié)果,與實際的自然現(xiàn)象仍有差異。但是隨著計算機及其他技術(shù)的?一華中科技大學碩士學位論文苧竺竺竺竺竺竺竺竺竺不斷發(fā)展.波浪模擬技術(shù)日趨成熟,模擬的方法也正逐步由物理方式向數(shù)學方式轉(zhuǎn)化,在電子計算機上實現(xiàn)的部分越來越多,從而減少了實驗費用和實驗周期。并且只要模型設(shè)計合理,試驗設(shè)備及測量儀器的精度能滿足要求,由此得到的試驗結(jié)果就非常符合實際情況,完全滿足一般船舶等實驗的要求。因而在實驗室模擬海浪并研究海浪與船舶等的相互作用非常必要。造波機是一種與船舶試驗水池配套的基礎(chǔ)設(shè)施,它的作用是在船池中激起不同波長和波高的規(guī)則波或不規(guī)則波,模擬實際波浪對船舶航行的影響,以測定各種技術(shù)

7、數(shù)據(jù),為船舶設(shè)計提供依據(jù),最近大型水上娛樂場,也大量使用造波機造出人工海浪,使內(nèi)地人們也享受到在大海中游泳的樂趣,因此又開拓了造波機的新用途。 ,本課題來源于中船重工集團第研究所委托我校研制的造波機運動系統(tǒng),本系統(tǒng)將用來在實驗室水池進行造波,模擬海面的各種波浪形式,從而模擬出實際波浪對船舶航,性能的影響以及對碼頭、堤壩等的沖擊能力。該系統(tǒng)的研制將有利于我國船舶行業(yè)的各種教學實驗以及各種科研工作,使一些試驗不用到真實的海面去做,而只需到船池通過造波機系統(tǒng)進行各種海況的模擬實驗,從而節(jié)省大量的科研經(jīng)費和時間。該系統(tǒng)另外一個特點是整個水池是可移動式的,池底可以拆卸,成為一個可移動式的實驗室,因此試驗

8、起來更加方便,整個實驗設(shè)備可隨“身”攜帶。.國內(nèi)外概況九在試驗室中進行天然海況的模擬是很復(fù)雜的,通常大多數(shù)水池僅限于功率譜的模擬。造波過程總是希望具有良好波形的波長頻帶要寬,推薦雙搖板造波系統(tǒng),并在美國海軍學院高性能拖曳水池得到應(yīng)用,使波長擴展到.,比單自由度造波機有更為理想的效果。年以后,德國的.為歐洲多家水池設(shè)計了雙搖板造波機。在亞洲,尸國、印度都裝備有性能優(yōu)良的雙搖板造波機。目前,雙搖板造波技術(shù)已能很好地配合海洋開發(fā)技術(shù)的進展。年代初,法國試驗所研制出分段式造波機用于產(chǎn)生斜向規(guī)貝波,華中科技大學碩士學位論文推動了實驗室造波技術(shù)的發(fā)展,但實際的波浪是多向的不規(guī)則波,隨著海岸工程的進一步發(fā)展

9、,人們希望在實驗室水池中產(chǎn)生多向不規(guī)則波短峰波,以便進行比較精確的模型試驗,為此,利用線性波的疊加原理,年代英國愛丁堡大學應(yīng)用分段式造波機產(chǎn)生三維隨機波獲得成功,使實驗室產(chǎn)生的波浪與實際更加接近。之后,許多國家相繼建立了這種多向不規(guī)則波造波機。我國也專門在大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室建立了多向不規(guī)則波造波機,已經(jīng)于年投入應(yīng)用,為我國研究三維波浪及其對船舶和工程建筑物的作用提供了條件。目前,人們已經(jīng)對有關(guān)的造波系統(tǒng)及在多向不規(guī)則波水池進行的模型試驗等進行了許多研究,也取得了不少成果。但對于象本系統(tǒng)這種可移動式的造波系統(tǒng)研究還較少。.造波機理嘲。們“”能用來造波的方式很多,其造波機理大

10、同小異,主要有機械式和氣動式等。但迄今為止,造波機仍以機械式為主,即通過造波部件的機械運動對水體施加擾動產(chǎn)生波動。常見的有如下幾種:搖板式。通過機械驅(qū)動使搖板繞固定軸擺動,使池中水產(chǎn)生波動。搖板的擺動幅度控制波高,波長或周期則由擺動頻率來確定;活塞式。通過連桿驅(qū)動設(shè)在水槽一端的活塞進行往復(fù)運動,使池中水產(chǎn)生波動。波高取決于活塞沖程和速度,波長則取決于往復(fù)頻率;沖箱式。造波部件為斷面呈特殊形狀的柱體,通過該柱體沿垂直水面方向圍繞水面作往復(fù)運動達到造波的目的:轉(zhuǎn)筒式。轉(zhuǎn)筒式則是通過設(shè)置在水面的圓柱體繞偏心軸旋轉(zhuǎn)使水產(chǎn)生波動。氣動式用的較少,主要利用空氣氣流或氣壓的變化產(chǎn)生波動,主要有鼓風式、直空式

11、等,波高的大小取決于氣壓箱內(nèi)的壓力沖量。在以上各種方式中,用得最多的是搖板式和沖箱式,而電液伺服式?jīng)_箱造波機結(jié)構(gòu)簡單,能生成各種浪譜,性能優(yōu)越,所以本系統(tǒng)采用此方式,見圖?。華中科技大學碩士學位論文竺竺竺竺竺竺竺竺竺圖? 電液伺服沖箱式造波機結(jié)構(gòu)不愿圖,如圖.所示,在一定水深的水池中豎立一臺沖箱,沖箱在油缸的驅(qū)動下做上下往復(fù)運動,水的質(zhì)點因受到?jīng)_箱弧面的沖擊而離開其平衡位置,作為恢復(fù)力的重力又使質(zhì)點回到平衡位置,但由于慣性,質(zhì)點在回到平衡位置時將繼續(xù)朝前運動,這樣恢復(fù)力矩又將發(fā)揮作用,因此,水的質(zhì)點將反復(fù)振蕩,在自由表面上形成波浪。沖箱往復(fù)一次,產(chǎn)生一個波浪,其時間就是波浪的周期。在某一水深和

12、擺動周期下,活塞沖程愈大,速度愈高,波高就愈大,但至某一極限值時,沖箱即將水沖成水花。沖箱的運動由電液伺服系統(tǒng)來控制,從而造出各種波譜,的波浪。.本系統(tǒng)性能指標及特點根掘船舶試驗的要求,考慮先進性、可靠性、經(jīng)濟性等因素,并參考國內(nèi)自行設(shè)計的造波機的參數(shù),使用單位提出了以下性能指標:波型:船舶航行中受到規(guī)則波或不規(guī)則波的影響,要求造波機能造出規(guī)則波和不規(guī)則波,造波機只要能造出規(guī)則波,不規(guī)則波就不難實現(xiàn),規(guī)則波型為接近弦波;波長:根據(jù)船池大小及船舶模型的尺寸,確定波長為;波高:根據(jù)波長確定波高為.:華中科技大學碩士學位論文造波機造波型式:有沖箱式和搖板式兩種型式,選擇簡單實用的沖箱式:規(guī)則波在波高

13、.情況下,在池體長度上達到個波;移動式:整個水池都是可移動的,這樣試驗裝置具有很強的機動性。.本文的主要研究工作液壓伺服沖箱式造波機系統(tǒng)是集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械電子技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、力學等為一體,是多學科的交叉和綜合。本人從伺服控制的角度出發(fā),根據(jù)計劃任務(wù)研制書的要求,將要做以下幾方面的初步探討和研究工作:.液壓伺服沖箱式造波機系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及各部分功能;.根據(jù)波浪理論,闡述了造波機造波的原理;.分析了造波機控制系統(tǒng)的組成及原理,給出了具體的控制器原理框圖,并進行了分析;.基于.實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計;.分析了計算機控制系統(tǒng)中干擾的分類及來源,并根據(jù)各種干擾的特點,提出了具

14、體抗干擾措施:.試驗調(diào)試及結(jié)果分析。一。一;華中科技大學碩士學位論文苧竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺造波機總體結(jié)構(gòu)及各部分功能.引言本造波機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為電液伺服沖箱式,其設(shè)備主要分三大部分:動力系統(tǒng)、運動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)?？傮w結(jié)構(gòu)簡圖如圖.?所示。缸圖?造波機總體結(jié)構(gòu)簡圖.驅(qū)動方式選擇九九一般造波機的驅(qū)動方式有三種:電機驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和液壓驅(qū)動。它們各有優(yōu)缺點,且適用范圍不同。電機驅(qū)動,電機啟動容易,控制性能好,快速響應(yīng)能力強且無污染,但力矩輸出較小,負載能力較弱,如果要獲得很大的輸出功率,電動機的質(zhì)量和體積都會較大。電機驅(qū)動和其它形式相比,在高速、高精度、小型節(jié)能方面更能滿足要求,岡而在輕載情況,國內(nèi)

15、外采用電機驅(qū)動的系統(tǒng)比較多。氣動系統(tǒng)以空氣作為介質(zhì),響應(yīng)速度快,且空氣可直接從大氣中獲得,又一?、?一華中科技大學碩士學位論文可排放到大氣中,不需要回流系統(tǒng),與液壓系統(tǒng)相比,其系統(tǒng)構(gòu)成簡單、價格便宜,但工作壓力低,因而承受能力低,定位剛度也低。工作載荷在幾百牛頓時,氣動系統(tǒng)比較有效。液壓傳動雖然油液易泄漏,但輸出力矩大,負載能力很強,一個體積與能搬送載荷的氣動或電動系統(tǒng)相當?shù)囊簤合到y(tǒng),就可搬送的負載,而且還有電動系統(tǒng)相當?shù)木群晚憫?yīng)速度。另一方面,液壓系統(tǒng)的油液能起到對運動部件潤滑的作用,并通過油液的流動把熱量帶走,實現(xiàn)系統(tǒng)的自冷卻,以延長元件和系統(tǒng)的使用壽命。采用液壓驅(qū)動機構(gòu)還可以得到很大的

16、速度范圍,其低速特性比電動機要好,當液壓執(zhí)行器泄漏較小時,液壓彈簧剛度大,因而閉環(huán)系統(tǒng)的定位剛度較大,位置誤差比較小。另外,利用液壓系統(tǒng)的集成回路可以把液壓系統(tǒng)設(shè)計得相當緊湊,減少系統(tǒng)所占空間。由于造波機系統(tǒng)的靜負載較大,可見采用液壓驅(qū)動最合適,不僅能滿足功率和控制精度的要求,而且從結(jié)構(gòu)上看,液壓缸是直線位移式驅(qū)動,其運動與桿件所要求的運動吻合,結(jié)構(gòu)非常緊湊,使系統(tǒng)采用了直線驅(qū)動方式,避免了嵋接驅(qū)動所帶來的麻煩,易獲得較高的控制性能。若采用直流電機驅(qū)動,不僅由于負載大使電機本身結(jié)構(gòu)加大,而且還需要減速裝置和一套旋轉(zhuǎn)?直線位移轉(zhuǎn)換裝置,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大、且難以控制。因此,在實際系統(tǒng)中采用了液

17、壓驅(qū)動方式。.伺服控制方式選擇叫?刪例控制系統(tǒng)是造波機系統(tǒng)的中樞,它使造波機按所要求的運動方式運動,以造出符合要求的波浪。根據(jù)信號形式不同,伺服控制方式主要有模擬控制、數(shù)字控制、模擬數(shù)字混合控制三種。模擬控制方式是伺服控制系統(tǒng)中最早使用的,它是通過模擬電子器件構(gòu)成控制電路,來完成伺服控制,其特點也可以說是所有模擬系統(tǒng)的特點:運算速度快,快速響應(yīng)能力強,排除電路中感抗和容抗的影響,幾乎沒有時間延遲;電流反饋調(diào)節(jié)方便:模擬器件的參數(shù)會隨溫度變化和時間推移發(fā)生變化,導(dǎo)致性能下降;控制參數(shù)調(diào)整困難,因其用模擬器件實現(xiàn)參數(shù)調(diào)華中科技大學碩士學位論文竺竺竺竺竺竺竺竺整,必須更換電阻電容。數(shù)字控制的特點是:

18、幾乎不受溫度的影響;系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整容易;可實現(xiàn)現(xiàn)代智能算法;隨著運算量增加,時延增大,系統(tǒng)性能會有所下降;非常易于同微機接;必須有/、/接口電路最終驅(qū)動模擬的功放電路。由此可見,模擬、數(shù)字兩種控制方式各有優(yōu)劣。在性能要求不高的機電系統(tǒng),模擬控制就可以滿足要求,并且性能價格比高。但是對于造波機控制系統(tǒng)來說,模擬控制在控制精度、魯棒性上有極大不足。通常來說,這類的系統(tǒng)都用的是模擬數(shù)字混合控制,即在控制回路的某個環(huán)節(jié)使用模擬控制來實現(xiàn)而其它部分使用數(shù)字電路來實現(xiàn)。本系統(tǒng)由模擬控制和數(shù)字控制兩部分組成,綜合了模擬控制和數(shù)字控制的優(yōu)點,系統(tǒng)響應(yīng)速度快,數(shù)字控制信號由計算機產(chǎn)生傳輸?shù)皆觳C控制器,由控制器控

19、制液壓系統(tǒng)及沖箱運動造波。.動力系統(tǒng)四九九四乜們本系統(tǒng)采用了液壓動力源給整個系統(tǒng)提供動力,主要由液壓站控制柜、液壓泵機組、消聲器、濾油器、蓄壓器、控制閥件、冷卻系統(tǒng)組件、油路集流塊、溫度及壓力檢測儀表、油箱及管路系統(tǒng)等部分組成。造波機功率的配備很重要,配大了浪費能源,配小了則不能造出所需波浪,該造波機的功率主要取決于以下幾個部分:沖箱推動水域形成波浪所需的能量;沖箱系統(tǒng)運動所需的慣性能量:電液伺服系統(tǒng)的內(nèi)耗及其儲備能量。電液伺服系統(tǒng)的內(nèi)耗及其儲備能量。所以一套較成功的電液伺服沖箱式造波機,要做好三方面的工作:】按所需波浪性能參數(shù),合理選擇總體參數(shù),如沖箱最大行程、最大運動速度。,等;合理設(shè)計沖

20、箱,在滿足所需功能的結(jié)構(gòu)強度、剛度條件下,盡量減輕重量,以減少系統(tǒng)慣性能耗:華中科技大學碩士學位論文完善設(shè)計電液伺服系統(tǒng),做到高效、節(jié)能、可靠。關(guān)造波機造波功率的計算,根據(jù)波浪理論,傳播波能所需功率可按式.計算:協(xié)。產(chǎn)麗】式中:。?造波機所需最大功率,單位瓦:?推板前波高,單位米;旯?波長,單位米:?波數(shù),口覷;?水槽或港池的寬度,單位米;?波周期。實際采用的造波機功率,還需考慮各種能量損失和一定的富裕量。具體功率計算見第三章。因為該型式的造波機往往是一種間隔運動,對泵源而言,系統(tǒng)所需的流量和壓力是個變量,而且隨沖箱運動速度和活塞的行程的不同變化很大,因此,如何提高液壓站的效率,減小油溫的發(fā)熱

21、,是設(shè)計液壓站的首要因素。選用恒壓式變量泵是提高液壓系統(tǒng)效率,減小系統(tǒng)發(fā)熱的個有效措施。液壓站的最大流量,應(yīng)能滿足沖箱作高速周期運動時的平均流量要求。液壓站自備有控制柜,可以由控制柜進行控制或由主控柜進行遠控。.運動系統(tǒng)運動系統(tǒng)是整個造波機系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),主要由沖箱、液壓伺服缸組件、導(dǎo)向桿、固定基座等部分組成。沖箱是造波機造波的具體執(zhí)行單元,其結(jié)構(gòu)、外型、材料具有特殊的要求。沖箱的結(jié)構(gòu)既要有足夠的強度和剛度來承受負載,又要有盡可能輕的重量,以減少運動慣量,降低能耗。沖箱截面一般為弧形,采用占的鋼板折彎而成。內(nèi)部為一空心體,頂部與伺服缸組件剛性連接,還帶有兩根導(dǎo)向桿,以免沖箱運動時前后左右擺動。

22、基座為“門”字形結(jié)構(gòu),四條腿可分別進行高度調(diào)?一一一華中科技大學碩士學位論文竺竺竺竺竺竺烹蘭整,以盡可能的在同一平面上,保持整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。整個運動系統(tǒng)簡圖如圖.所示。圖.運動系統(tǒng)簡圖在沖箱的設(shè)計中,還要注意水蝕問題,可采用熱噴涂鋅層及外涂富鋅環(huán)氧樹脂漆的方法,進行專門的防腐處理。液壓伺服缸組件是造波機系統(tǒng)中至關(guān)重要的部件。它應(yīng)具有良好的低速特性,保證造波機能夠?qū)崿F(xiàn)低速運動要求。同時,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者停止造波時,它不僅應(yīng)能夠防止自身的損壞,還應(yīng)能夠?qū)_箱鎖死。因此,液壓伺服缸組件應(yīng)當具有以下性能:良好的低速特性;足夠的穩(wěn)定性:防止油腔壓力超壓;防止油腔壓力出現(xiàn)負壓:防止活塞桿失速:可靠

23、鎖定活塞桿;若液壓伺服缸組件的設(shè)計或外購能夠達到上述要求,將有利于實現(xiàn)整個系統(tǒng)的高精度控制。在確定系統(tǒng)工作壓力的前提下,合理選擇油缸的筒桿徑比/或有效面積,由沖箱的振幅可確定行程。按常規(guī)伺服油缸精心設(shè)計,應(yīng)注意兩點:合理調(diào)配/與的關(guān)系,使叫盡可能小,以降低加工難度,提高運動性能;油的密封,尤其是受力桿端的密封,不允許受力輸出時有油泄漏而一?華中科技大學碩士學位論文污染水質(zhì)。.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核,主要由控制柜、主控計算機、位移傳感器、伺服放大器、伺服缸、/、/板等部分組成。.方案選擇?”?根據(jù)波導(dǎo)實驗室的現(xiàn)狀,可有兩種控制方案,一是分布式控制系統(tǒng),另一種是集中式控制系統(tǒng)。分布式控制系

24、統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)一般采用分級的控制結(jié)構(gòu),上級計算機負責整個系統(tǒng)管理,以實現(xiàn)整個過程的靜態(tài)最優(yōu)化。下級計算機用于監(jiān)控,通過協(xié)調(diào)各基本控制器的工作,完成現(xiàn)場控制任務(wù),并達到過程的動態(tài)最優(yōu)化。分布式控制功能分散,危險分散,提高了系統(tǒng)的可靠性,各系統(tǒng)之間可以通過通信接口較好的協(xié)調(diào),處理速度快,能滿足實時控制的需要。但是系統(tǒng)成本較高,并且通信接口有時會受到現(xiàn)場干擾,易出現(xiàn)故障。集中式控制系統(tǒng)集中式控制系統(tǒng)是一種多目的、多任務(wù)的控制系統(tǒng),它把各種各樣的任務(wù)都交給一臺計算機,利用計算機的高速分時多路處理特點,完成對現(xiàn)場的直接控制。這種體系具有微機利用率高,系統(tǒng)通道容量大,信號通道和軟件設(shè)計具有通用性和靈活性

25、,擴充、修改方便,可以滿足用戶提出的各種不同要求,采集數(shù)據(jù)和處理結(jié)果可與任何系統(tǒng)共享等特點。但控制過于集中,危險性也集中了,降低了系統(tǒng)運行的安全性,因此對完成控制任務(wù)的計算機要求較高。綜上所述,二種方案均可實現(xiàn)造波機的自動控制,但分布式控制系統(tǒng)的總費用要比集中式控制系統(tǒng)高,因此,對本系統(tǒng)我們選用了集中控制這一方案進行硬件和軟件的開發(fā)研制。并使整個控制系統(tǒng)具有自動和手動兩種功能,在控制柜面板上有手動按鈕,在緊急情況下,可以快速停車,避免破壞性事故的發(fā)生。華中科技大學碩士學位論文傳感器配置”一般控制系統(tǒng)的檢測電路產(chǎn)生的誤差,要比傳感的固有誤差小一至二個數(shù)量級,因此,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的測量精度與所選用的

26、傳感器有密切關(guān)系。一般情況下為了保證系統(tǒng)精度,所選用的傳感器精度必須優(yōu)于系統(tǒng)精度指標。目前成熟的位移測量裝置有電位器式位移傳感器、磁致伸縮傳感器、磁尺傳感器、電渦流傳感器、直線同步感應(yīng)器等等。然而,以上有的傳感器或是由于量程有限或是響應(yīng)較慢,不能滿足本造波機系統(tǒng)的要求,比較適合本系統(tǒng)的是電位器式位移傳感器和磁致伸縮傳感器。年焦爾發(fā)現(xiàn)當磁性體被磁化時,其外型尺寸會發(fā)生變化,這就是人們通常所說的磁致伸縮效應(yīng),又稱焦爾效應(yīng)。磁致伸縮傳感器就是利用此原理制成的,它是通過計算兩個不同磁場相交所產(chǎn)生應(yīng)變脈沖信號的時間周期,再根據(jù)聲波的傳遞速度獲得準確的位置值,具有使用壽命長、耐腐蝕、耐塵、耐壓等一系列特點

27、。但是測量信號中存在固有的毛刺,且價格較高,在整個系統(tǒng)成本中所占比重較大,性價比較低。電位器式位移傳感器原理較簡單,它由電阻體和電刷兩部分組成。電阻體是由電阻系數(shù)很大的材料如合金電阻絲、金屬電阻膜、半導(dǎo)體等按一定工藝要求制成。電刷通常由具有彈性的金屬薄片或金屬絲按一定形狀做成。電刷的運動有直線位移和角位移方式。電阻體的輸出電阻或電壓與電刷在電阻體上的位移成下比,若電阻體是均勻的,則電位器的輸出特性為線性,利用此特性,可精確的測量出位移值,其測量精度較高,且具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、輸出功率大、被測量和轉(zhuǎn)換量之間容易實現(xiàn)線性或其它需要的函數(shù)關(guān)系等特點,因此我們本著選用性能好、價格低的原則,最終選用

28、了一型電位器式位移傳感器,測量范圍為,對應(yīng)的電壓值為,經(jīng)過長期穩(wěn)定性實驗和精度測量,其結(jié)果證明各項性能指標均能滿足此造波機系統(tǒng)的要求。.各部分主要功能控制柜是操作人員工作的平臺,控制柜面板上帶有電源總開關(guān)、泵站電源丌關(guān)、泵站油溫和壓力檢測指示燈等,從整個面板指示以及顯示屏顯示的工況,一?一華中科技大學碩士學位論文操作人員可輕松的知道造波機工作情況,并根據(jù)各種情況給出相應(yīng)的指令。主控計算機是整個控制系統(tǒng)的核心,根據(jù)相應(yīng)的工作狀況確定相應(yīng)的參數(shù),產(chǎn)生相應(yīng)的造波指令,從而控制造波機穩(wěn)定可靠地造出規(guī)則波和不規(guī)則波。另外計算機也提供了方便的人機接口。位移傳感器用來檢測活塞桿的位移值,其輸出信號直接反映沖

29、箱的位置,此信號經(jīng)/轉(zhuǎn)換并濾波后發(fā)送給計算機,計算機根據(jù)此信號調(diào)整控制規(guī)律,輸出造波信號,經(jīng)/轉(zhuǎn)換器變成模擬電壓信號后輸給伺服放大器進行功率放大并轉(zhuǎn)換成電流信號以控制電液伺服閥,使油缸活塞運動驅(qū)動沖箱,使它達到所要求的位置,從而構(gòu)成一閉環(huán)伺服系統(tǒng)。電液伺服閥可通過電信號對流量和流向進行控制,進而實現(xiàn)對液壓缸活塞運動速度、方向及大小的控制。華中科技大學碩士學位論文竺墨竺竺竺竺竺竺造波機原理.引言在實驗室中產(chǎn)生隨機波,關(guān)鍵在于制作一列恰當?shù)脑觳?qū)動信號,這就要求對造波板的運動形式、波的傳播特性以及波動理論都要有個比較深刻的了解。本章主要介紹造波的基本原理,實驗室模擬波浪的波長、波高、周期及波面振幅

30、之間的關(guān)系,從而為產(chǎn)生恰當?shù)脑觳ㄐ盘柼峁┮粋€理論依據(jù)。.基本原理圳四列根據(jù)波浪理論,模擬波浪波高與激振頻率,和激振幅度甌有關(guān)。激振頻率越高,激振幅度越大,波高也越高,通常按激振的最低頻率設(shè)計,使波高在給定范圍內(nèi)變化,以使在其它情況下均能滿足性能指標要求。根據(jù)文獻波表面振幅氐可用下式表示:.。瓠。面兩 麗蕊式中:/。?造波效率:。?推波板的水平振幅:?波數(shù);?水深。假設(shè)水為不可壓縮的理想流體,波浪運動為無旋運動,根據(jù)波浪理論,有限深水域水深為向方向傳播的平面進行波的速度勢為:.,:一?庀.,其中是波幅,。是波數(shù),滿足色散關(guān)系:?。/其中,是波浪運動的頻率,軸由原靜水面垂直向上。為書寫簡便,記:巡

31、掣,門在平面進行波中取一截面,設(shè)為,其上游水體對下游水體的推動速度為:華中科技大學碩士學位論文,剮娑:。“水質(zhì)點橫向運動的幅值隨吃水變化的規(guī)律是:川麗.。,?假設(shè)有一一塊直立柔性板按幅值式?作簡諧運動,那么在板的一側(cè)會生成純正的平面線性進行波,這是一種理想的情況。此時生成的波形從線性意義上是純進行波,沒有衰減波,也容易驗證此時造波板的平均輸出功率恰為維持進行波的傳播所需的平均功率。實際上人們往往采用一塊平均位置為直立的剛性造波板作純推、純搖或既推又搖的簡諧運動來模擬水質(zhì)點橫向運動,從而生成平面進行波。由于造波板的剮性,水池中還會產(chǎn)生諸多的衰減波,影響波形的品質(zhì)及造波板的受力和造波效率。通過理論

32、分析和計算比較,可以找到一種推搖混合的造波方式,使造波板的運動盡可能接近水質(zhì)點的橫向運動,生成的波浪也會接近于平面進行波,從而得到比較理想的波形,造波效率也是在造波板各種運動形式中最高的。另外,我們把式?代入線化自由表面條件:?孚硝,可得出自由面方程掌,:一土掣、. 衛(wèi)詈訾 力”?、由式.,如選取空間某定點,不失?股性,可取,則波形是時間,的函數(shù),顯然具有周期:?/如選取某確定時剡,如取,則波形是空間的正弦函數(shù),相應(yīng)波峰或波谷華中科技大學碩士學位論文的空間位置為:?:/.,.因此,二相鄰波峰谷問的空間長度,即波長丑為:?五州即。州丑,此式說明式?所描述的正弦波在一個標準周期內(nèi),將有。個周期振蕩

33、,即有&。個波,因此,稱。為波數(shù)。工程上,常常知道周期和水深,要求相應(yīng)的波長。這可根據(jù)色散關(guān)系?式,考慮到波長和周期的表達式,得到:.?:嬖革/從中可看出必須用迭代方法才能求出。具體處理時,可令厶等,砌孕則九旯,矗因此,迭代過程用如下形式表示:矗九,五,; 見。五,為加速迭代收斂速度,一般可用一一.和乃一:的平均值一,乃一:/作為九一,的值。造波板運動形式分析卜?圖?是造波板運動形式示意圖。圖中線段長度為自由面上水質(zhì)點橫向運動幅值.:/。,為池底水質(zhì)點橫向運動幅值,其長度為華中科技大學碩士學位論文/.,曲線是水質(zhì)點橫向運動幅值分布曲線。,/?一 圖. 造波板運動形式示意圖設(shè)造波板在水面和池底的

34、位移幅值為。和,用.和,的關(guān)系來表達造波板的運動形式,叮以有以幾種方案:方案、使造波板位移幅值成為連接圖一中、兩點的矩形于布,即,造波板作純推運動;方案、使造波板位移幅值成為連接圖?中、兩點的三角形分布,即,造波板作繞,一的純搖運動;方案、使造波板位移幅值成為連接圖?一中、兩點的梯形分布,即,/。,造波板作推搖混合運動:方案、使造波板位移幅值成為連接圖.?中、兩點的線性分布,點是這樣選擇的,使是所有通過點的直線中與水質(zhì)點橫向運動幅值曲線。的平均間隙最小的直線,此時造波板也作推搖混合運動。如果將造波板運動幅值統(tǒng)一寫成:?.。彥那么,在方案巾,;在方案中,由三角形的性質(zhì)可知:在方案中,由梯形的性質(zhì)

35、可知裂:在方案中,令華中科技大學碩士學位論文?彥。,州咖來決定口,即?.勿一/女,少由此可知?.。一?;這樣當頻率給定后,種方案的均是定值。造波板運動幅值與是線性關(guān)系。種方案的互不相同,但有以下聯(lián)系:如果要造極低頻的長波,。寸,方案和方案的斗,與方案趨近,造波板運動成為純推:反之,若要造極高頻的深水波,。,方案的。/,與方案趨近,造波板運動成為繞,一的純搖,方案的口./,造波板運動成為繞,一/的純搖。純推和純搖都是推搖混合運動的特例,可見推搖混合式造波機適宜造各種頻率的二維波。根據(jù)文獻的分析,方案與其它造波扳的運動方案相比,是最接近理想情況的,其造波的波浪品質(zhì)和造波效率也是最佳的。另一種推搖混

36、合方案純搖方案性能接近,但次于方案,這兩種方案也是實際中常常采用的,純推方案性能差,尤其是在高頻時不宜采用。從以上理論推導(dǎo)和分析可知,如果沖箱的推波面能盡可能按方案運動的話,那么得到的波形將是比較理想的,造波效率也是比較高的。這就為我們設(shè)計沖箱及其運動形式提供了一個重要依據(jù)。.波浪參數(shù)計算咖帥.波長沖箱式造波機造波的波長是由沖箱上下振動的周期丁決定的。在深水波的情況下,波長和周期的關(guān)系為:華中科技大學碩士學位論文?五二/式中,五?波長,?重力加速度/按要求擬定造波的波長為,按式?計算出各周期下的波長,列于表.一。表. 不同波長對應(yīng)周期波長五周期.波高沖箱造波的波高是由沖箱的幾何形狀、沖程大小和

37、運動頻率決定的。設(shè)沖箱上下振動的規(guī)律為見圖一:?式及圖中:。一一沖箱振幅一一沖箱浸深?沖箱在水面處的寬度卜一沖箱受力珊一一圓頻率,/?:孥:圖.沖箱示意圖華中科技大學碩士學位論文竺沖箱在水面:卜瑾直振動的興波問題,司作為脈動源在自由液面下的興波來解決。將分布在沖銜表】上的脈動源所形成的波跌加起來,并滿足所有的邊界條件,便可得到離沖箱較遠處的波形。波形方程:?。,其中,口考慮波高沿水池長度逐漸衰減:,:拿, 興波阻力系數(shù),查圖?;西?沖箱截向的方形系數(shù);碰,為沖箱浸深,/五:則波高:?。.彳,經(jīng)過沖箱模型試驗,決定采用如圖?所示的截面形狀,對此沖箱, ,西 ,/心訪蟛譬故妒。 。沁 .,。 尹。

38、玎工? 尹口幻妒 ,、直. 口酊,睡哆 彳 尹.火。了 疊 、 ?卜 、?、一卑?:心 一鼉吣?十一肛配卵苦吖町乏吖一。疋圖.沖箱垂直振動阻力系數(shù)華中科技大學碩士學位論文利用式?及圖?可以計算出不同沖程不同波長下的波高值,按表?計算/。,按表?計算波高。表?興波阻力系數(shù)及/。:.,.波長廳/. . . .地. . . . .,?:., . .?. . .表中數(shù)據(jù),.、.與實測相比偏低,故分別以實測數(shù)據(jù).及.代替進行下列的波高計算。其次,造波機服務(wù)的實驗室只有米長左右,所以衰減系數(shù)必大于.,故實際產(chǎn)生的波高應(yīng)比計算略大。表.不同沖程,不同波長下的波高值波長沖程滁. . . . . . . . .

39、 . . . . . . . . .周期“刪.作用在沖箱自、力和功率沖箱上下周期振動的一般運動方程為:.旦歸聲:尸,華中科技大學碩士學位論文其中,?沖箱單長度的重量:?重力加速度:,膨、,?虛質(zhì)量;:,掣,?虛質(zhì)量補償修正系數(shù),見圖.?卜一沖箱長;?水的密度:廬,?興波阻尼系數(shù);?水的比霞:旦:當:時:?水線以卜中箱截面積:對式.微分,冉微分,得到?jīng)_箱的速度,加速度:一.一國,當:時,淤:,旦:,則作用在沖箱上的外力為:?叫尸,?: ?。,計算外力,將要用到表?中所列的,以及圖?中查出/,用下式計算出瞬時功率:華中科技大學碩士學位論文,:塑馬力,根據(jù)式?,式?可以訓算出各種波長下的外力和瞬時功

40、率,這只是造波理論上所需的外力和功率,導(dǎo)向桿運動摩擦及克服慣性力所耗的力及功率尚不包括在內(nèi)。表?、表分別列出了,五時的外力和瞬時功率的計算結(jié)果。時,力最大,時本設(shè)計沖箱,故 時,最大的瞬時功率: .馬力,同理,對本沖箱:馬力。.?;華中科技大學碩士學位論文 苧竺 ;“苠.蹌 文 怠鄧電 吖 .一 . 。. 一,、 恕舄、,.鞴噼三磐巡毒蚶堅掣一以矗匝、,/ . /,/一/?,卅 糾識/麓/ /壙/?/孑/:夕/,:,一:二二;習三?,?一華中科技大學碩士學位論文寸 一 卜。一釜巡一日望蘭. . .一 喧?昌蘭夏妊”?卜 已蓮奄 .口一節(jié)筆望點 氈帚心、.。;”一釜 寧 百爸曼 毫妻口心、 宅墨

41、宅奄一一星 巴尊答蓮 .州 ?嘗.一支料叫罄留?畏劃鑒蕞量去。一文 留翟蘭疊 龜婁量麓:乏龜懈 /可、華中科技大學碩士學位論文一也一弩:葛“,一釜釓蘭?一.心 ” 釜一殳心、小一 寸毒 寧一釓百 譬.奄龜.奄 .璺 罨苫氈釜羔心口器寧 已 守一過 警司.奄甘昌。一心 望龜一昌。卜肴。一.毽口一害。乏.奄。一。蓬.?釓、拿董罱 是、一支黿。口當 夏望口螽 。駕三料罄譬藍娶武留三吣 蓮鼉“乏以呻琳華中科技大學碩士學位論文控制系統(tǒng)組成及原理.引言控制系統(tǒng)是造波機系統(tǒng)的中樞,它關(guān)系到整個系統(tǒng)能否正常運行,能否精確運行,但是造波機系統(tǒng)具有較嚴重的非線性,很難建立起其精確的數(shù)學模型,這就給造波機控制系統(tǒng)的

42、設(shè)計帶來了許多困難,因此對控制方式和控制算法的選擇具有一定的要求。工業(yè)控制計算機九十年代以來在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了長足的發(fā)展,隨著其性能的不斷提高,使其在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一,因為它所涉及的設(shè)計算法和控制結(jié)構(gòu)都是很簡單的,并且十分適用于工程應(yīng)用背景,此外控制方案并不要求精確的被控對象的數(shù)學模型,且采用控制的效果一般是比較令人滿意的,所以目前大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)都采用了控制。.計算機控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用方式。”本系統(tǒng)采用了計算機控制的方式,工業(yè)控制計算機是在普通的基礎(chǔ)上加固而成,具有普通不可比擬的特殊優(yōu)越性,具有實時性強,高可靠性,充分的過程輸入輸出能力及豐富

43、的網(wǎng)絡(luò)支持能力等特點,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的過程控制。工業(yè)計算機控制系統(tǒng)根據(jù)它所控制的生產(chǎn)過程的復(fù)雜程度,不同的控制對象和不同的要求,應(yīng)該有不同的控制方案,幾種典型的應(yīng)用方式如下:.數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理計算機在數(shù)據(jù)采集和處理時,主要是對大量的過程參數(shù)進行巡回檢測、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理、數(shù)據(jù)越限報警以及對大量數(shù)據(jù)進行積累和實時分析。這種應(yīng)用方式,計算機不直接參與過程控制,對生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生影響。這種應(yīng)用的典型框圖如圖.所示。華中科技大學碩士學位論文工計業(yè)算對機象圖.數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理組成框圖.直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)是計算機控制系統(tǒng)中最普遍的一種方式。直接數(shù)字控制系統(tǒng)中的計算機

44、參加閉環(huán)控制過程,無需中間環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)器。其結(jié)構(gòu)圖如圖.所示。一般的直接數(shù)字控制系統(tǒng),有一個功能較齊全的運行操作控制臺,給定、顯示、報警等集中在這個控制臺上,操作方便。工計業(yè)斗砟算對機象圖.直接數(shù)字控制系統(tǒng)組成框圖監(jiān)督監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督控制中,計算機根據(jù)原始工藝信華中科技大學碩士學位論文息和其它參數(shù),按照捕述生產(chǎn)過程的數(shù)學模型或其它方法,自動地改變模擬調(diào)節(jié)器或以直接數(shù)字控制方式工作的微型機中的給定值,從而使生產(chǎn)過程始終處于最優(yōu):況。監(jiān)督控制系統(tǒng)有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式,如圖?所示。卜?一卜?一工用卜?一業(yè)到囂黔調(diào)?一計對算象機調(diào)節(jié)口.設(shè)定值工用用計測量。業(yè)簋計對 機算象機圖.監(jiān)督控制系統(tǒng)的兩種結(jié)構(gòu)形式模擬調(diào)

45、節(jié)器系統(tǒng); 系統(tǒng).加上模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)該系統(tǒng)是由計算機系統(tǒng)對各物理量進行巡回檢測,并按一定的數(shù)學模型對生產(chǎn)工況進行分析、計算后得出控制對象各參數(shù)最優(yōu)給定值送給調(diào)節(jié)器,使工況保持在最優(yōu)狀態(tài)。當計算機出現(xiàn)故障時,可由模擬調(diào)節(jié)器獨立完成操作,提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。華中科技大學碩士學位論文. 的分級托制樂統(tǒng)這實.足 個 級;制系統(tǒng),叮果卅檔微刪機,它與之間通過接【進行。息聯(lián)系,.計錚機 成高級的最優(yōu)化分析和計算,并給出最優(yōu)給芷伯,送給級執(zhí)】:過掛控制。當級微型機出現(xiàn)故障時,可由微型機完成的控制功能。,這種系統(tǒng)提高廠第一阽。集散控制系統(tǒng)分散型綜合控制系統(tǒng)或分散型微處理機控制系統(tǒng)簡稱集散系統(tǒng)。其

46、組成框圖如圖.所示。它是以微處理機為核心.采用單元組合方式,根據(jù)不同需要靈活組合的 個芒整系統(tǒng)。圖.集敞控制系統(tǒng)的細成框圖本系統(tǒng)采用方式以卜應(yīng)剛力式,除第一種以外,其他幾利都能實現(xiàn)本系統(tǒng)所要求的功能華中科技大學碩士學位論文但直接數(shù)字控制方式對計算機要求太高,一旦計算機出現(xiàn)故障整個系統(tǒng)都將癱瘓,這在現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜的情況下是不安全的。集散控制系統(tǒng)安全性較高,但其成本又太高,比較適合大系統(tǒng)的綜合自動化。因此根據(jù)實際情況,本系統(tǒng)采用了模擬調(diào)節(jié)器的控制方式,調(diào)節(jié)器自行設(shè)計,具有模擬和數(shù)字控制選擇開關(guān),具體設(shè)計見“伺服放大器設(shè)計”一節(jié)。從實際調(diào)試情況來看,此結(jié)構(gòu)合理可靠,安全性高。.控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?！薄佰?/p>

47、”伽控制系統(tǒng)是造波機系統(tǒng)的中樞,它使造波機按所要求的運動方式運動,以造出符合要求的波浪。根據(jù)信號形式不同,伺服控制方式主要有模擬控制、數(shù)字控制、模擬一數(shù)字混合控制三種。本系統(tǒng)采用模數(shù)混合控制,綜合了模擬控制和數(shù)字控制的優(yōu)點,系統(tǒng)響應(yīng)速度快,數(shù)字控制信號由計算機產(chǎn)生傳輸?shù)皆觳C控制器,控制器控制液壓系統(tǒng)及沖箱運動造波。系統(tǒng)框圖如圖.?所示。圖?控制系統(tǒng)方塊圖電液伺服系統(tǒng)由指令裝置工控機、/、/板、伺服放大器、伺服閥、液壓缸和反饋傳感器等組成一個閉環(huán)系統(tǒng)。試驗中要模擬一個波譜時,首先根據(jù)目標譜實測譜或者理論擬合譜生成一個電壓時間系列值控制信號,經(jīng)/接口轉(zhuǎn)換成不規(guī)則的電壓信號,送給伺服控制放大器,經(jīng)

48、放大并變?yōu)殡娏餍盘柡笕タ刂齐娨核欧y,電液伺服閥輸出壓力油推動液壓缸動作,液壓缸活塞桿又與沖箱鉸接,從而驅(qū)動沖箱推動水體而產(chǎn)生波列,位移傳感器實時測出沖箱的運動軌跡,將液壓缸物理量轉(zhuǎn)化成電量信號送轉(zhuǎn)換器實時反饋到計算機,修下機械慣性等帶來的誤差,以確保沖箱能準確地跟蹤計算機給定信號。根據(jù)華中科技大學碩士學位論文實際需要,該造波機沖玎運動頻率神: 之問,活塞行程最大為。:控機的:川:嚶足利其弛:人的“算、邏輯斷和記憶等能力來實現(xiàn)控制姚律,按要求給?造波機運動軌跡年造波心期誓,并提供人機接口,在監(jiān)視器力態(tài)顯出軌跡跟叛:曲線。還,便的牛成姚波和不規(guī)則波信號,產(chǎn)生相心的造波指令盯,經(jīng)/轉(zhuǎn)換后輸入洲服放大器.本系統(tǒng)采用研祥工控機。閃為俐服系統(tǒng)為模數(shù)混合控制系統(tǒng),所以計算機輸出的數(shù)字信號要經(jīng)過/轉(zhuǎn)換器變成模擬信