近年來,海洋技術(shù)快速發(fā)展,各國對海洋資源開發(fā)力度逐漸加大。對海洋的開發(fā)首當(dāng)其沖離不開對海洋要素的探測,隨著對海洋探測逐漸深入,對海洋探測技術(shù)與海洋裝備研制提出了更高的要求。針對海洋要素中的壓力探測,項(xiàng)目組設(shè)計(jì)一款既可以測量大量程海水壓力,又可以測量海水微小壓力變化的活塞式海水壓力測量裝置。本文重點(diǎn)對該測量裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。首先,闡述了活塞式海水壓力測量裝置的工作原理。液體在壓力作用下體積會發(fā)生變化,該變化是有一定規(guī)律的。活塞式深海壓力測量裝置通過控制裝置內(nèi)壓力容器體積變化而改變內(nèi)部壓力,控制系統(tǒng)作用下使該壓力與裝置外部海水壓力平衡,通過測量體積變化等效計(jì)算出海水壓力,系統(tǒng)通過一個(gè)小量程差壓傳感測量微小壓力變化。然后,根據(jù)測量壓力的方法與目標(biāo),設(shè)計(jì)活塞式海水壓力測量裝置的控制系統(tǒng)。主要包括驅(qū)動活塞運(yùn)動的伺服電機(jī)、壓力與位移信號采集和作為控制核心的工控機(jī)。針對在不同深度海水環(huán)境中,系統(tǒng)控制對象非線性變化,為了進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)平衡響應(yīng),設(shè)計(jì)二維模糊PID控制器。最后,完成活塞式海水壓力測量裝置控制系統(tǒng),搭建實(shí)驗(yàn)平臺,在實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行壓力平衡、絕對壓力測量、微小壓力測量實(shí)驗(yàn)。1000... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 深海壓力傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外深海壓力測量概況
        1.2.2 國內(nèi)深海壓力測量概況
    1.3 課題來源及研究目的
    1.4 全文章節(jié)安排
第二章 傳感器壓力平衡方法與方案設(shè)計(jì)
    2.1 壓力平衡原理
    2.2 壓力平衡方法概述
        2.2.1 彈性元件壓力平衡方法
        2.2.2 活塞式壓力平衡方法
    2.3 活塞式壓力傳感器設(shè)計(jì)
        2.3.1 傳感器設(shè)計(jì)總體方案
        2.3.2 傳感器壓力平衡裝置設(shè)計(jì)
        2.3.3 傳感器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 壓力傳感器系統(tǒng)模型
    3.1 機(jī)械傳動系統(tǒng)模型
    3.2 交流伺服電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 交流永磁同步電機(jī)矢量控制
        3.2.2 電流矢量坐標(biāo)變換
        3.2.3 交流永磁同步電機(jī)動態(tài)方程
        3.2.4 電機(jī)三環(huán)控制器模型的建立
    3.3 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型與仿真
    3.4 本章小結(jié)
第四章 傳感器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真
    4.1 控制算法概述
        4.1.1 PID控制
        4.1.2 模糊控制
    4.2 控制器原理
        4.2.1 PID控制器原理
        4.2.2 二維模糊控制器原理
        4.2.3 模糊PID控制系統(tǒng)
    4.3 壓力平衡系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 控制器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.3.2 模糊控制器設(shè)計(jì)
    4.4 仿真
    4.5 本章小結(jié)
第五章 壓力傳感器實(shí)驗(yàn)平臺搭建與軟件設(shè)計(jì)
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺搭建
        5.1.1 交流伺服電機(jī)與驅(qū)動器
        5.1.2 工控機(jī)與運(yùn)動控制卡
        5.1.3 數(shù)據(jù)采集卡
        5.1.4 傳感器
    5.2 軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)
        5.2.2 控制程序設(shè)計(jì)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 平臺實(shí)驗(yàn)與分析
    6.1 卡爾曼濾波測試
    6.2 壓力與活塞位移關(guān)系實(shí)驗(yàn)
    6.3 壓力平衡實(shí)驗(yàn)
    6.4 絕對壓力測量
    6.5 微小壓力變化測量實(shí)驗(yàn)
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況



本文編號：3535866