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潜艇悬停控制试验系统研究

作　者: 赵秀娟
导　师: 唐国元
学　校: 华中科技大学
专　业: 轮机工程
关键词: 悬停自注泵排可编程控制器压力控制 Controller Link
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

潜艇的悬停操纵是实现隐身作战的重要方式之一。悬停控制试验系统是在实验室完成悬停控制模拟技术和控制规律的研究,同时还可以在实验室进行新型潜艇悬停控制设备的陆上联调试验的重要装置。本文研究的悬停控制试验系统在实验室设置压力罐模拟实艇悬停水舱的注排水控制。通过深度舱的压力控制模拟潜艇的悬停深度,两个悬停舱模拟实艇设置的悬停水舱。深度舱和悬停舱的内部压力均通过注排气的流量来进行控制,深度舱和悬停舱维持一定的压差以实现自流注水,悬停舱通过水泵向舷外强制排水。根据悬停试验系统的功能要求,将其控制系统分为单机和联调两种工作模式,在单机模式下完成悬停控制模拟技术和控制规律的研究,在联调模式下完成潜艇悬停控制设备的陆上联调试验。搭建深度舱压力控制系统模型,针对潜艇深度模拟的需要,本文推导了深度舱压力控制系统的数学模型,并运用simulink对深度舱的压力控制进行了数字仿真,结果表明试验系统方案是可行的。基于试验系统的基本构成框架,本文提出以OMRON PLC为控制核心,结合CX-Programmer6.1软件开发程序,完成了系统信号采集、逻辑控制和过程控制。并通过具有高传输率的Controller Link网络实现与上位工控机通信,运用FinsGateway驱动软件完成上位机监控软件开发。本文提出的控制系统采用了模块化的结构,便于工人操作和系统维护。经初步调试表明系统性能稳定、使用方便,为整个悬停控制系统的完成奠定了基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题来源  8-9
  1.2 研究目的和意义  9-10
  1.3 潜艇悬停控制技术在国内外的研究现状  10-12
  1.4 本文的研究工作  12-14
2 潜艇悬停控制试验系统总体方案设计  14-25
  2.1 控制系统硬件组成原理及实现  14-18
  2.2 控制柜整体设计  18-19
  2.3 控制系统软件设计  19-25
3 深度舱压力控制系统的建模与仿真  25-35
  3.1 试验系统气路技术方案  25-26
  3.2 深度舱压力控制系统组成及工作原理  26-27
  3.3 供/排气阀工作原理和结构  27-28
  3.4 深度舱压力控制系统的数学建模  28-30
  3.5 系统仿真及分析  30-35
4 试验系统PLC 控制系统设计方案及实现  35-68
  4.1 主控设备选择及系统设计  35-41
  4.2 特殊I/O 单元应用及调试  41-48
  4.3 Controller Link 网络建立  48-55
  4.4 PLC 逻辑控制程序设计  55-58
  4.5 PLC 通信  58-68
5 总结及展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-73

潜艇悬停控制试验系统研究

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