發(fā)布時間：2020-11-13 14:46

　　 隨著海洋科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，海洋監(jiān)測和勘探設(shè)備的研究也越來越廣泛，由于海洋環(huán)境的特殊性，通常浮力調(diào)節(jié)是此類設(shè)備的重要而關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。本文在綜合分析了水下浮力調(diào)節(jié)技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)的基礎(chǔ)上，對適用于中小型水下設(shè)備的油囊式浮力調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行了研究。該裝置適應(yīng)海洋工作環(huán)境，具有重量輕、體積小和功耗低的突出特點(diǎn)。 本文首先根據(jù)油囊式浮力調(diào)節(jié)裝置的指標(biāo)要求，提出了可行的方案原理，總結(jié)了方案設(shè)計的技術(shù)難點(diǎn)和設(shè)計重點(diǎn)，進(jìn)行了關(guān)鍵零部件的設(shè)計和選型，完成了整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 其次，按照所提出的浮力調(diào)節(jié)原理和低功耗要求，進(jìn)行了控制部分的電路硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。采用基于MSP430系列微處理器的控制電路方案，從元器件選型到電源的動態(tài)管理等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，最大限度地降低了系統(tǒng)能耗。同時，根據(jù)浮力調(diào)節(jié)的各項(xiàng)功能要求完成了軟件的開發(fā)。 然后，完成了油囊式浮力調(diào)節(jié)裝置制造加工，針對該裝置設(shè)計了用于性能調(diào)試和檢測的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下完成了空載調(diào)試實(shí)驗(yàn)。綜合分析了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對控制程序進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)和補(bǔ)償，使控制精度得到大幅提升。 最后，為了實(shí)現(xiàn)裝置加載工作性能的研究，進(jìn)行了加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計和仿真。由于浮力調(diào)節(jié)時加載容腔體積具有時變性，嚴(yán)重影響加載容腔的壓力控制，本文為了解決這一難點(diǎn)，設(shè)計了基于遺傳算法的自整定PID控制器。經(jīng)過仿真分析，證明了該控制算法的可行性，為加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：P715
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 浮力調(diào)節(jié)裝置發(fā)展概況
    1.3 本課題來源和目的意義
    1.4 本課題研究內(nèi)容
2 浮力調(diào)節(jié)裝置總體設(shè)計
    2.1 功能及技術(shù)要求
    2.2 技術(shù)難點(diǎn)
    2.3 工作原理及方案設(shè)計
    2.4 關(guān)鍵部件設(shè)計及選型
    2.5 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.6 小結(jié)
3 控制電路及程序開發(fā)
    3.1 控制電路硬件設(shè)計
    3.2 控制程序開發(fā)
    3.3 小結(jié)
4 浮力調(diào)節(jié)裝置調(diào)試實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮��?br>    4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析
    4.3 小結(jié)
5 加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仿真
    5.1 系統(tǒng)的構(gòu)成與建模
    5.2 控制算法的設(shè)計
    5.3 系統(tǒng)仿真分析
    5.4 小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
附錄 2 油囊式浮力調(diào)節(jié)裝置樣機(jī)及實(shí)驗(yàn)照片

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2882304