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潜艇悬停及均衡模拟装置水路控制系统设计与软件实现
| 论文题名： | 潜艇悬停及均衡模拟装置水路控制系统设计与软件实现 |
| 关键词： | 军用潜艇;水下悬停;均衡控制;潜艇设计 |
| 摘要： | 潜艇具有攻击隐蔽、作战能力强等优点，在现代战争中扮演着重要的角色。潜艇悬停及均衡系统模拟装置可以在实验室环境下模拟悬停系统和均衡系统的多种工况，完成悬停控制、均衡调整技术及其控制规律的研究，对提升潜艇操纵技术、抗沉安全性技术和容错可靠性技术等具有重要意义。 本研究主要内容包括：⑴根据均衡系统模拟装置研制的功能要求，可以将其分为浮力调整水路分系统、悬停水路分系统和纵倾平衡水路分系统。悬停、浮力调整水路分系统的注水以及纵倾平衡水路分系统艏艉水舱之间的往复移水是通过对各舱室的压力、压差控制来实现的；而悬停水路分系统、浮力调整水路分系统的排水则分别以悬停泵、均衡泵和舱底泵作为动力来源。各水舱的压力控制通过控制相应水舱的供排气流量调节阀组来实现。为研究控制系统的容错性能，泵阀等水路执行元件的控制权限在均衡系统模拟装置显控台和容错控制台之间进行切换。悬停、均衡模拟分系统、潜艇运动仿真设备、抗沉控制台和容错控制台以及均衡系统模拟装置显控台之间主要通过交换机互联，构成完整的以太网通讯网络。⑵潜艇的深度模拟和压差控制精度和控制效果对于均衡系统模拟装置试验的可行性和可靠性有着至关重要的影响。压力控制能够为均衡系统模拟装置提供接近实艇的背压环境，而压差控制则是保证悬停系统实现精确注排水流量控制的前提条件。在均衡系统模拟装置方案设计的基础上，建立悬停水路压力控制系统的完整的数学模型，并基于Simulink仿真软件构建了悬停水路压力控制系统的仿真模型，分析控制系统对各种压力、压差信号的跟随性能。仿真结果证实了该压力控制方案的有效性。⑶利用Visual C++6.0编程平台下的MFC框架完成均衡系统模拟装置的上位机软件设计，详细介绍了人机交互界面主要功能的编程实现过程，采用多媒体定时器实现系统定时计数的功能，并基于UDP协议实现与PLC以及潜艇运动仿真设备、抗沉控制台等的高效率通信。 |
| 作者： | 韩鹏 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 吴金波;马士虎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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