海工物理试验水池中,造波机作为生成波浪的核心海洋机电装备,其运动控制性能的好坏直接影响到目标波浪的质量,进而影响相关海洋领域试验数据的可靠性。近十几年来,单轴造波机的造波性能已无法满足海洋试验的技术需求,多轴造波机技术的发展与应用成为主流。多轴造波机的造波运动控制研究中,保证造波机系统之间的协同运动控制性能,提高其同步运动控制精度,以生成高质量的目标波浪成为重点。具体的研究内容如下:首先,综述国内外典型的物理试验水池及配套的造波机设备,介绍目前主流的造波机运动控制研究现状,概述多轴同步运动控制的相关控制策略。其次,对课题研究的摇板式造波机进行三维建模。通过Le Mehaute B理论明确试验水池波浪理论的适用范围,并在线性微幅波理论下,推导造波机与波浪之间的数学运动关系式。建立造波机的运动数学模型,搭建相应的速度环控制仿真系统,分析其速度环控制的动态响应特性。再次,采用最小相关轴偏差耦合同步运动控制,对多轴造波机系统的位置同步运动进行控制。由于各轴造波机系统参数之间存在差异,使得PID控制器参数难以整定,采用麻雀搜索算法对控制器参数进行整定,以保证系统获得较好的控制性能。考虑实际造波机系统存在不确定摩擦非线性、未知外界负载扰动、难以获得精确的等效转动惯量三种情况,采用自适应鲁棒滑模控制方法,以提高系统的自适应特性和鲁棒性能。最后,在相应的物理试验水池中,进行造波试验验证。