深海壓力模擬裝置控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、深海資源的探測作為中國海洋技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一，離不開潛水器和海洋測量裝備。海洋壓力是影響探測裝備性能的關(guān)鍵因素之一，因此一個高精度的深海壓力模擬裝置不可或缺。
　　首先進(jìn)行了壓力模擬裝置的總體方案設(shè)計(jì)。針對傳統(tǒng)的活塞式壓力模擬裝置無法同時兼具壓力快速響應(yīng)和高精度的問題，設(shè)計(jì)了基于雙活塞液壓缸組合的新型高精度壓力模擬裝置?；趯毫δM裝置控制性能和壓力精度要求，設(shè)計(jì)了壓力模擬控制系統(tǒng)，包括電氣設(shè)備和壓力容器的設(shè)計(jì)以及參數(shù)選擇，對系

2、統(tǒng)的硬件和軟件開發(fā)環(huán)境進(jìn)行了選型。
　　其次，根據(jù)液體可壓縮性原理，推導(dǎo)了壓力模擬系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。基于Matlab仿真，對比了單活塞液壓缸加壓和雙活塞液壓缸的壓力模擬精度，結(jié)果表明，在0.2Mpa階躍響應(yīng)下，雙活塞液壓缸的壓力模擬系統(tǒng)比單液壓缸的穩(wěn)態(tài)誤差減小了0.0012Mpa。針對系統(tǒng)非線性和時變的特性，對比了PID和模糊PID控制方法，仿真結(jié)果表明模糊PID控制減小了超調(diào)量，提高了穩(wěn)態(tài)精度。
　　然后利用工控機(jī)搭建了壓力

3、模擬裝置的測試平臺。利用MFC的界面框架編寫了壓力模擬裝置的的上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了壓力數(shù)據(jù)的采集、顯示和存儲。通過多媒體定時器，實(shí)現(xiàn)壓力控制循環(huán)。針對壓力信號易受到干擾的問題，設(shè)計(jì)了平均值濾波和卡爾曼濾波相結(jié)合的濾波算法，減少了壓力的噪聲。
　　最后，在壓力模擬裝置上進(jìn)行了靜態(tài)壓力、梯形壓力以及正弦壓力的模擬實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，在4Mpa的靜態(tài)壓力響應(yīng)下，采用雙活塞液壓缸的壓力模擬系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)誤差是0.0052Mpa。壓力模擬系統(tǒng)具有良好的動