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便攜式人工模擬降雨器

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便攜式人工模擬降雨器一、總則: 人工模擬降雨系統(tǒng),是應交流所設計所成，整體解決方案有二大部分組成分為：管路系統(tǒng)方案、降雨模擬系統(tǒng)方案。二大部分組成后全部實現(xiàn)降雨實驗的整個過程.以下是分項解釋: 1、管路系統(tǒng)方案：是指整個實驗區(qū)內(nèi)架有管路系統(tǒng)。即降雨所走的水路系統(tǒng).整個管路系統(tǒng)除接頭外,均為熱渡管制造,管路系統(tǒng)形成后,可以使得有效降雨面積在30平米任意拼接,成長方型架構.建議降雨面積成長方型5*6米標準徑流場上使用構制?？蛇m應于任何坡度的使用. 2、降雨模擬系統(tǒng)方案：是指在實驗區(qū)建成降雨區(qū)，降雨區(qū)為了有效的保證達了下墊面的實驗得以完成，30平米,降雨高度為4米。整個降雨可以達到模擬人工降雨的效果，詳見人工降雨模擬方案。 3、總體技術指標如下：（1）、有效降雨面積：30平米（2）、降雨高度： 4m （3）、雨強連續(xù)變化范圍：20～150mm/h （4）、降雨均勻度系數(shù)：大于0.8 （5）、雨滴大小調(diào)控范圍：1.7～2.8mm （6）、降雨歷時：任意（7）、降雨測量精度：0.01mm/h （8）、降雨調(diào)節(jié)精度：7mm/h （9）、雨強軟件系統(tǒng)的專業(yè)定制二、人工模擬降雨管架方案說明:如上圖所示：依據(jù)降雨面積30平米，高度4米現(xiàn)場要求，設計如上，主供水管采用中部平衡供水，噴頭供水管采用3組4米高的3個不同規(guī)格疊加的供水管路，管道分為一個層面,形成降雨區(qū).降雨投影面積在水面疊加交叉均勻，從而形成最好的降雨效果。降雨雨強為20-150之間。以一組管路降雨時,面積為六平米,如此疊加,直至于30平米. 注：所有管路系統(tǒng)均為活接式的，可以任意的拼接，所有接頭均為活接式的?？梢越映雒娣e為30平米。三、降雨模擬自控系統(tǒng) 1、閉環(huán)反饋逼近控制算法本設計方案采用1套最新的配裝式高靈敏度雨量計，獲得降雨現(xiàn)場實時動態(tài)實際降雨強度值，以此實際降雨強度平均值為反饋控制信號與實驗設定雨強比照，結合新型反饋調(diào)控算法在整個降雨期反復無窮逼近設定的雨強值。這樣即可自動得到真實、準確、穩(wěn)定的降雨過程。控制方法的流程框圖如下：評價：此方案以現(xiàn)場實際實時動態(tài)雨強為反饋控制信號，可實時監(jiān)控實驗區(qū)各監(jiān)測點的雨強分布及平均值，不但可省略實驗前的人工率定過程，而且實驗過程中可隨時得知當時雨強值，人工手動操作可隨時干預降雨控制過程。新型閉環(huán)反饋逼近控制算法：為準確、快速、穩(wěn)定的進行降雨過程控制，本項目采用閉環(huán)反饋控制算法。控制算法為：首先，根據(jù)資料，流量調(diào)節(jié)閥的驅動電流與閥門的開啟位置為線性關系，而閥門的開啟位置又與雨強為線性關系。其次假設；實驗要求雨強為Y0，現(xiàn)場無線自計雨量計的當前實際雨強平均值，簡稱當前雨強為Yx，其相應流量調(diào)節(jié)閥當前位置的驅動電流值，簡稱當前驅動電流為Ix，流量調(diào)節(jié)閥最大流量變化值相應的驅動電流變化值為Imax，流量調(diào)節(jié)閥最大流量變化值相應的雨強變化為Ymax， Y0相應的流量調(diào)節(jié)閥驅動電流為Ix0。則應有如下公式成立（Yx- Y0）/Ymax=（Ix- Ix0）/Imax Ix0= Ix -Imax*（Yx- Y0）/Ymax 求得設定（目標）雨強相應流量調(diào)節(jié)閥驅動電流推算值為Ix0。以分十步逐步逼近設定雨強計算，則在流量調(diào)節(jié)閥當前基礎上調(diào)節(jié)步長為：（Ix- Ix0）/10 當完成此步長調(diào)節(jié)，并經(jīng)消除系統(tǒng)滯后延時后再以當時應流量調(diào)節(jié)閥當前位置的驅動電流值為Ix反復重復上述調(diào)節(jié)過程直至降雨結束。算評價：這種新型閉環(huán)反饋逼近控制算法可在任意降雨控制狀態(tài)下啟動控制算法，即可在自動控制與手動操作之間隨時任意切換。在考慮調(diào)控貫性的情況下，Ix- Ix0= Imax*（Yx- Y0）/Ymax，當前雨強Yx與實驗要求雨強Y0差異較大時，流量調(diào)節(jié)閥逼近實驗要求雨強Y0的調(diào)節(jié)步長（Ix- Ix0）/10也大，下次再以新的當前雨強Yx逼近實驗要求雨強Y0，當Yx與Y0越接近，反復逼近調(diào)節(jié)步長越越小，這樣不但調(diào)控速度快而且Y0控制平穩(wěn)。 2、控制系統(tǒng)軟件原理該系統(tǒng)采用全開放式中文菜單操作軟件系統(tǒng)，現(xiàn)場選擇參數(shù)、系統(tǒng)滯后校正延時、流量調(diào)節(jié)閥/自計雨量計特性參數(shù)、降雨過程曲線等可在降雨過程中隨時重新修正。該軟件具有系統(tǒng)調(diào)試子菜單，它只在人工調(diào)節(jié)極值雨強Ymax時顯示流量調(diào)節(jié)閥驅動電流極值Imax，可方便得到閉環(huán)反饋逼近控制算法參數(shù)。該軟件還具有可顯示各個雨量計、平均值，設定值的過程曲線、實時監(jiān)測結果數(shù)顯，設定參數(shù)輔助提示，異常情況關泵、結果文本輸出等功能。流程框圖評價：該系統(tǒng)軟件采用全開放式設計，開關狀態(tài)、降雨區(qū)設置、雨量計設置等現(xiàn)場參數(shù)可依據(jù)實際情況自由設置，以適應于各種不同降雨區(qū)?，F(xiàn)場條件參數(shù)、測量結果實時數(shù)顯，過程曲線顯示。軟件可在任意情況下轉入自動控制狀態(tài)，即手動控制可任意中斷插入控制過程。實驗結果可多種方式文本輸出。 3、技術指標 1、可直接使用于任何降雨區(qū)控制。 2、調(diào)節(jié)時間<30S。 3、穩(wěn)態(tài)誤差<5%。 4、控制降雨雨強變化范圍20---150mm/h。 5、最大連續(xù)降雨時間99999秒。四、降雨系統(tǒng)參數(shù) 1.主要技術指標本系統(tǒng)主要用于模擬降雨實驗，雨量的測量和降雨雨強的控制。系統(tǒng)可將雨量計的模擬信號轉換為數(shù)字量，以數(shù)字形式顯示當前雨量。系統(tǒng)適用于模擬降雨等環(huán)境實驗室。 1、雨量筒承雨口內(nèi)徑： Φ200 2、雨量筒分辨力： 0.5mm 3、雨量計工作電壓： DC5V 4、主控制器工作電壓： AC220V 50Hz 5、顯示屏工作電壓： DC24V 6、信號采集器工作電壓： DC24V 7、傳感器通訊方式：有線 8、各板卡間通訊方式： RS485 9、上位機與下位機通訊方式： RS232 10、降雨區(qū)閥門控制： 4~20mA DC 張先生 13913979890 qq:825669221

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