基于DSP控制的水洞實驗系統(tǒng)研制.pdf

1、南京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于DSP控制的水洞實驗系統(tǒng)研制姓名：羅一兵申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：控制理論與控制工程指導(dǎo)教師：周本謀20100616A b s l I 。I c l 修I l 侖爻A b s t r a c tF o rt h e r e s e a r c h o f l o ws p e e d e x p e r i m e n t a l f l u i d d y n a m i c sa n d f l o w c

2、 o n t r o le x p e r i m e n t s i n e l e c t r o m a g n e t i c h y d r o d y n a m i c s ( E M H D ) ，t h e e x p e r i m e n t s y s t e m o fl o w ．．t u r b u l e n c e w a t e r t u n n e l b a s e d o n D S Pc o

3、 n t r o l p l a t f o r m w a s d e v e l o p e d ．T h ee x p e r i m e n t s y s t e m i s c o m p o s e d o fm e c h a n i c a l s t r u c t u r e o f w a t e rt u n n e l ，e l e c t r i c a le q u i p m e n ta n dD S

4、 P c o n t r o ls y s t e m ．T o r e a c ht h e g o a l o fc o n t r o l l i n g t h ef l u i d f l o wv e l o c i t y i n t h e t e s t s e c t i o no fw a t e r t u n n e l ，a c o n t i n u o u sa d j u s t a b l e v o

5、 l t a g es i g n a l i sg e n e r a t e db yt h eD ／Ac h a n n e lo f t h eD S P c o n t r o l s y s t e m ．B yt h es i g n a l ，t h eA C o u t p u tf r e q u e n c y o ft h et h r e ep h a s ec o n v e n e rc a nb ea d

6、 j u s t e dc o n v e n i e n t l y , a n dt h e f l u i df l o wv e l o c i t yc a n b ec o n t r o l l e db yt h ea d j u s tm o t o r c o n n e c t e d 諏t h t h ec o n v e r t e LA r e a l - t i m ea d j u s t a b l e

7、s q u a r e w a v e i sg e n e r a t e d b y D S P c o n t r o ls y s t e m t oc o n t r o l t h es o l i ds t a t er e l a ya n dd r i v et h er e g u l a t e dp o w e rs u p p l y ' a n do u t p u tt O t h ep l a t

8、 i n u mw i r ei n t h eh y d r o g e nb u b b l e v i s u a l i z a t i o nd e v i c e ．B yt h i sm e a n s ，t h ef l u i df l o wf i e l di nt h e t e s ts e c t i o nC a n b ev i s u a l i z e ds y n c h r o n o u s l

9、 y 謝t h t h e c o n t r o lo f f l o w p a r a m e t e r s ．I n o r d e rt O o b t a i n s t a b l e i n c o m i n g f l o w i n t h e t e s t s e c t i o n ，t h e c l o s e d i n n e rc i r c u l a t i o nw a t e r t u

10、n n e lw i t hv e r t i c a lm e c h a n i c a ls t r u c t u r ew a sd e s i g n e d b ya n a l y z i n g t h ew h o l es t r u c t u r eo ft h ew a t e r t u n n e la n ds o m er e q u e s t so f t h ef l o wc o n t r

11、o le x p e r i m e n t ．T h em e c h a n i c a l s t r u c t u r e o ft h e w a t e r t u n n e l i s c o m p o s e do fp r e s s u r e s e c t i o n ( 謝t l lp r e s s u r e d i s t r i b u t e d s t r u c t u r e ) ，c o

12、 n t r a c t i o n s e c t i o n ( w i t h h o n e y c o m b r e c t i f i c a t i o ns t r u c t u r e ) ，t e s ts e c t i o n ，w a k e d i f f u s e rs e c t i o na n d r e c i r c u l a t i o nt a n k ．T h e f l o wi

13、Sd r i v e n b yt h r e e —p h a s ea d j u s tm o t o ra n d w e l l - e n c l o s e dm a g n e t i cp u m p ．T h e t e s ts e c t i o no f t h ew a t e rt u n n e lh a s a s q u a r ec r o s s —s e c t i o no f3 0 0 m

14、m ×3 0 0 m m ，a n d t h e R e y n o l d sn u m b e r ( b a s e do nt h eh e i g h t o ft h ec h a n n e la n dt h ea v e r a g ev e l o c i t y ) c a nb ea no r d e ro f10 0a n dt h et u r b u l e n t i n t e n s i

15、t y C a l lb ec o n t r o l l e da r o u n d 5 ％．T h e D S P c h i p o f T M $ 3 2 0 F 2 8 12 w a s u t i l i z e dt oc o n t r o lt h ew a t e r t u n n e ls y s t e ma n dt h e f l o w f i e l d v i s u a l i z a t i o

16、 n s y s t e m ．T h e c o n t r o l i n t e r f a c e o f u p p e r c o m p u t e rW a sp r o g r a m m e df o rc o m m u n i c a t i n gw i t h l o w e r c o m p u t e r ．W i t ht h i s c o n t r o l i n t e r f a c e ，

17、t h ee x p e r i m e n tp a r a m e t e r s c o u l db e a d j u s t e d w i t h g r e a tf l e x i b i l i t y , s u c h a st h ei n c o m i n gv e l o c i t y o ft h ew a t e rt u n n e l a n dt h ef r e q u e n c y o

18、ft h eh y d r o g e n b u b b l e l i n e s i n t h ev i s u a l i z a t i o n d e v i c e ．T h ef r e q u e n c y o ft h e t h r e e —p h a s e c o n v e r t e r w a sc o n t r o l l e d b yav o l t a g es i g n a l ( 肛

19、l 0 v ，c o r r e s p o n d i n ga f r e q u e n c yr a n g e o f 0 - - 5 0 0H Z ) g e n e r a t e db y D ／Ac h a n n e lo f t h eD S P s y s t e m ．A s q u a r ew a v es i g n a lw i t hf r e q u e n c yo f 1H Z ~ 1 0 0