近年來(lái),海洋技術(shù)快速發(fā)展,各國(guó)對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)力度逐漸加大。對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)首當(dāng)其沖離不開(kāi)對(duì)海洋要素的探測(cè),隨著對(duì)海洋探測(cè)逐漸深入,對(duì)海洋探測(cè)技術(shù)與海洋裝備研制提出了更高的要求。針對(duì)海洋要素中的壓力探測(cè),項(xiàng)目組設(shè)計(jì)一款既可以測(cè)量大量程海水壓力,又可以測(cè)量海水微小壓力變化的活塞式海水壓力測(cè)量裝置。本文重點(diǎn)對(duì)該測(cè)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(cè)量裝置的工作原理。液體在壓力作用下體積會(huì)發(fā)生變化,該變化是有一定規(guī)律的。活塞式深海壓力測(cè)量裝置通過(guò)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(guò)測(cè)量體積變化等效計(jì)算出海水壓力,系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)小量程差壓傳感測(cè)量微小壓力變化。然后,根據(jù)測(cè)量壓力的方法與目標(biāo),設(shè)計(jì)活塞式海水壓力測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)。主要包括驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)、壓力與位移信號(hào)采集和作為控制核心的工控機(jī)。針對(duì)在不同深度海水環(huán)境中,系統(tǒng)控制對(duì)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(cè)量裝置控制系統(tǒng),搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行壓力平衡、絕對(duì)壓力測(cè)量、微小壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)。1000... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外深海壓力測(cè)量概況
        1.2.2 國(guó)內(nèi)深海壓力測(cè)量概況
    1.3 課題來(lái)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(dòng)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(dòng)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(tái)搭建與軟件設(shè)計(jì)
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        5.1.1 交流伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器
        5.1.2 工控機(jī)與運(yùn)動(dòng)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(tái)實(shí)驗(yàn)與分析
    6.1 卡爾曼濾波測(cè)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(duì)壓力測(cè)量
    6.5 微小壓力變化測(cè)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(dòng)及成果情況



本文編號(hào)：3535866