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：水下插拔连接器在水下设备中起到关键性的连接作用,最重要的是其具有即时通断的功能,大大提高了设备系统的机动性、安全性和适应性。通过分析水下插拔式电连接器的工作原理和结构组成,针对电连接器的关键部分接触体进行力学模型建立及分析,确定接触压力与接触弹片结构参数之间的函数关系式,并对接触弹片强度校核,同时利用UG与ANSYS Workbench联合仿真对接触体的插合与分离过程进行数值模拟,分析不同结构参数对接触弹片应力的影响,为高可靠性的电连接器接触件的设计提供方法和依据。

摘要：浮动式监控装置是将主要设备放置于水上浮体之上,将监控设备通过绳索放入到水下实现水下监控,其具有成本低、使用范围广等优点。浮动式监控装置因在工作时要受到风、浪、流等自然载荷的作用,且具有横荡、纵荡、垂荡和横摇、纵摇以及艏摇6个自由度的运动形式,故平台的工作平稳性对于浮动监控平台的正常工作至关重要。通过浮动监控平台在波浪中运动的数学模型,近似计算出了浮动监控平台的横摇、纵摇及垂荡固有周期,并利用ANSYS中的AQWA模块对浮动监控平台进行了水动力学性能频域及时域的仿真分析。结果表明,设计的浮动监控平台在5级海况下能够抵抗各类自然载荷的干扰,并可靠平稳的实现水下监控。