摘要：通过对全电式水下控制系统的研究,参考国外的相关产品,完成了全电式水下阀门执行器的结构设计,为了增加阀门执行器的可靠性,提出采用多电机冗余的方式驱动阀门。通过对多电机冗余驱动控制方法的研究,提出了一种基于遗传算法对时间误差积分进行优化的模糊PID控制方法,并引入了置信度对计算过程进行了优化,缩短了寻优的计算量,最终实现了多电机同步控制。利用Adams建立了阀门执行机构的动力学模型,使用Simulink对阀门不同的工作情况下的响应进行了联合仿真,结果表明本文设计的多电机冗余驱动的全电式水下阀门执行器可以实现对全电式水下阀门的冗余驱动,满足全电式水下阀门执行器的工作要求。

摘要：基于水下控制系统电子模块(SEM)轻量化的要求,确定了SEM结构方案,并对其耐压壳体进行了结构设计。对SEM壳体的失效模式进行了有限元分析,确定了其失效形式为屈服失效。在此基础上,采用一种基于响应面方程的多目标优化法建立了SEM壳体的响应面方程模型,应用Pareto遗传算法得到了响应面模型方程的全局最优解,从而得到壳体优化后的参数值;最后将所设计的SEM壳体采用优化后的结构尺寸加工制造成实体,并对其进行了高压舱试验验证,结果表明,优化后的SEM壳体质量较优化前降低了24.8%,且满足其在强度和稳定性方面的要求,实现了SEM轻量化的目标。本文研究成果对深水水下控制系统电子模块壳体结构设计具有较好的借鉴意义。

摘要：针对全电式阀门执行器高可靠性要求的问题,对全电式阀门执行器的可靠性设计进行了研究和探讨。依据性能要求,确定了全电式阀门执行器的结构方案;应用考虑重要度和复杂度的可靠性分配方法,完成了全电式阀门执行器的可靠性分配;基于强度—应力干涉模型,完成了关键部件压缩弹簧的静强度可靠性、疲劳强度可靠性和稳定性可靠性分析,并应用Ditlevsen窄界限理论分析三种可靠性相关关系,得到了压缩弹簧的系统综合可靠度,并与可靠性分配设计得到的可靠度指标进行了可靠性预测验证,实现了全电式阀门执行器可靠性设计。