Generation of regular waves with fpga based controller in a wave channel

Abstract

Dalga kanalı sistemleri, dalga enerjisi dönüştürücülerinin geliştirilmesi ve optimizasyonu için kritik deneysel platformlar sunar. Gerçek okyanus koşullarının güvenli ve tekrarlanabilir şekilde simüle edilmesini sağlayan bu sistemler, dalga davranışının anlaşılmasında ve tasarım risklerinin azaltılmasında önemli rol oynamaktadır. Dalga kanalı sistemleri belirli bir dalga modelinin üretilmesini sağlayarak su dalgalarının kıyı yapıları, kıyı ekosistemleri ve açık deniz platformları üzerindeki etkilerinin anlaşılması için çalışmalarda kullanılmaktadır. Bu çalışmada toplam uzunluğu 24 metre, genişlik ve yüksekliği ise 1’er metre olan dalga kanalında düzenli dalgaların üretimi için hidrolik kontrollü ve piston tip dalga üretici kullanılmıştır. Dalga kanalında bulunan dalga üretici sisteminde 400mm stroka sahip hidrolik bir silindir ile oransal yön kontrol valfi tarafından kontrol edilmektedir. Dalga üretimi için oransal yön kontrol valfinin kontrolü için NI-CRIO 9074 paket kontrolcüsü (PAC), Field Programmable Gate Array (FPGA) donanımı yapısında ve NI-9263 analog çıkış modülü 15bit çözünürlükte kullanılmıştır. Silindirin konum bilgisi NI-9215 analog giriş modülü ile 15bit çözünürlükte ölçülmüştür. NI-CRIO 9074 donanımında kontrolör olarak oransal integral kontrol (PI) tekniği uygulanmıştır. Kontrolör katsayıların bulunmasında deneysel yöntem kullanılarak, üretilen dalgaların gerçek zamanlı olarak ölçüm ve kayıt edilmesinde bir bilgisayar kullanılmıştır. Tüm sistem NI-CRIO 9074 tarafından kontrol edilmektedir ve bilgisayarda LabVIEW tabanlı olarak geliştirilen kullanıcı ara yüz programları ile dalga kanalında düzenli dalga üretimi gerçekleştirilmiştir.

Dalga kanalı sistemleri, dalga enerjisi dönüştürücülerinin geliştirilmesi ve optimizasyonu için kritik deneysel platformlar sunar. Gerçek okyanus koşullarının güvenli ve tekrarlanabilir şekilde simüle edilmesini sağlayan bu sistemler, dalga davranışının anlaşılmasında ve tasarım risklerinin azaltılmasında önemli rol oynamaktadır. Dalga kanalı sistemleri belirli bir dalga modelinin üretilmesini sağlayarak su dalgalarının kıyı yapıları, kıyı ekosistemleri ve açık deniz platformları üzerindeki etkilerinin anlaşılması için çalışmalarda kullanılmaktadır. Bu çalışmada toplam uzunluğu 24 metre, genişlik ve yüksekliği ise 1’er metre olan dalga kanalında düzenli dalgaların üretimi için hidrolik kontrollü ve piston tip dalga üretici kullanılmıştır. Dalga kanalında bulunan dalga üretici sisteminde 400mm stroka sahip hidrolik bir silindir ile oransal yön kontrol valfi tarafından kontrol edilmektedir. Dalga üretimi için oransal yön kontrol valfinin kontrolü için NI-CRIO 9074 paket kontrolcüsü (PAC), Field Programmable Gate Array (FPGA) donanımı yapısında ve NI-9263 analog çıkış modülü 15bit çözünürlükte kullanılmıştır. Silindirin konum bilgisi NI-9215 analog giriş modülü ile 15bit çözünürlükte ölçülmüştür. NI-CRIO 9074 donanımında kontrolör olarak oransal integral kontrol (PI) tekniği uygulanmıştır. Kontrolör katsayıların bulunmasında deneysel yöntem kullanılarak, üretilen dalgaların gerçek zamanlı olarak ölçüm ve kayıt edilmesinde bir bilgisayar kullanılmıştır. Tüm sistem NI-CRIO 9074 tarafından kontrol edilmektedir ve bilgisayarda LabVIEW tabanlı olarak geliştirilen kullanıcı ara yüz programları ile dalga kanalında düzenli dalga üretimi gerçekleştirilmiştir.