水下脱险快速加压实验控制系统的研究

摘要

随着现代海洋军事的发展,潜艇的发展也越来越快,与此同时频发的潜艇事故也越来越受到人们的重视。目前的潜艇事故多发生在亚深海域,潜艇逃生是完全有可能的,但是传统的逃生方法存在效率低下,救援时间长等弊端,无法满足深海逃生的特殊要求。快速上浮逃生法是一种新型的高效自救方式,它可以在不需要外界帮助的情况下,实施逃生。本文针对快速上浮逃生法的工作要求,提出了一种快速加压试验系统,通过仿真研究确定了合适的控制策略,并通过陆上台架实验实现了加压过程的精确控制。
　　本文首先论述了快速加压系统的工作原理,工作特点和工作要求,根据逃生环境的特点,提出了采用外部海水加压和艇内气源加压的两种快速加压方式,为系统设计和设备选型提供了依据。接着根据快速加压的工作要求,选择了气动先导式流量调节阀作为系统的核心控制元件。针对气动先导式流量调节阀的迟滞和非线性特性,借助AMEsim仿真平台,优选了模糊控制法。随后根据模糊控制器的工作原理及设计方法,通过仿真研究设计了快速加压系统的模糊控制器,提高了系统的动态性能,改善了系统的鲁棒性。在此基础之上,构建了由逃生舱系统、假海模拟系统、控制系统、高压气源等组成的快速加压陆上台架实验装置。最后,进行了现场实验,实验结果证明该系统的各项性能达到设计要求,能够实现快速加压过程的精确控制,验证了通过快速加压实现深海快速上浮脱险的可行性。

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1 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.3 论文的主要研究内容

2 快速加压系统仿真研究

2.1 快速加压系统的工作原理

2.2 快速加压系统的调节阀初选

2.3 加压实验热力学分析

2.4 控制策略的探讨研究

2.5 水加压实验控制策略的仿真研究

2.6 气加压实验控制策略的仿真研究

2.7 本章小结

3 快速加压实验系统设计及设备选型

3.1 快速加压实验系统特性及技术指标

3.2 快速加压实验系统组成

3.3 快速加压实验控制系统组成及工作原理

3.4 快速加压控制系统硬件选型

3.5 控制系统软件设计

3.6 本章小结

4 快速加压系统实验分析

4.1 水加压实验

4.2 气加压实验

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 课题展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文目录