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音樂噴泉是什么原理呢?為什么這么有節(jié)奏?
噴泉是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體。現(xiàn)在的噴泉一般為完全依靠噴泉設(shè)備的人工造景噴泉。主要就是通過變頻器的控制實(shí)現(xiàn)節(jié)奏韻律,音樂噴泉中水形變化豐富,配合燈光給人真實(shí)直觀的美感。音樂噴泉中的各種搖擺能讓人感受到噴泉的柔性美。徑向搖擺的產(chǎn)生是由于水面下設(shè)搖擺機(jī)構(gòu),使水景優(yōu)美動人,賞心悅目,給人神奇的感覺,是時代高科技發(fā)展的表現(xiàn)。
搖擺噴泉的位置和運(yùn)動速度的變化是產(chǎn)生搖擺水型瀟灑風(fēng)彩的重要因素。噴泉搖擺機(jī)構(gòu)的位置傳感器應(yīng)當(dāng)是防水的不接觸定位裝置。經(jīng)常采用由磁鐵感應(yīng)的霍爾傳感器、光纖引導(dǎo)的光電傳感器或磁鐵吸引的旋轉(zhuǎn)位置編碼器等。例如對于采用位置編碼器的噴泉搖擺機(jī)構(gòu)的定位裝置包括:裝在搖擺電機(jī)軸上的位置編碼器、高速計(jì)數(shù)器、控制計(jì)算機(jī)以及通信接口等。由于搖擺機(jī)構(gòu)的連桿一般會有較大的間隙,為了達(dá)到精確定位只能使搖擺機(jī)構(gòu)從一個方向到達(dá)定位點(diǎn),才能保證其重復(fù)精度。因此,搖擺機(jī)構(gòu)需要停車時,每次都必須從一個方向到達(dá)定位點(diǎn)。
搖擺機(jī)構(gòu)的定位精度受運(yùn)動力矩與阻力矩的影響。運(yùn)動力矩決定于電動機(jī)的電源電壓和停車前的運(yùn)動速度等,而阻力矩則由搖擺機(jī)構(gòu)的摩擦力、水流的速度、周圍的風(fēng)力等合成??梢姡@些都是不能事先確定的因素。所以,為了達(dá)到精確定位的目的,我們必須每次改變其控制參數(shù)。對于采用電動機(jī)能耗制動來精確定位的控制參數(shù)一般有兩個,直流制動電流的大小和啟動制動時間。對計(jì)算機(jī)控制較為方便的方式是采用改變制動時間。
在控制系統(tǒng)中,電動機(jī)制動時間可用檢測到位點(diǎn)的偏差來進(jìn)行修正。根據(jù)搖擺機(jī)構(gòu)定位偏差值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計(jì)算,最后確定制動時間。