基于DynamicC的饱和潜水定位控制系统研究

要 饱和潜水技术在海洋资源探索、深海 救援、海底作业等方面发挥着重要作用，但由于海平面复杂的海况 和海底未知环境等因素的影响，母船和水下潜器在进行深海作业时容易发生各种 危险。一直以来，各大研究机构都在研究关于饱和潜水系统的升沉补偿问题。 本文介绍了一套完整的饱和潜水升沉补偿模拟实验系统，它主要由母船（六自由度平台） 、潜器（模拟负载） 、绞车、液压系统和电气测控系统构成，用于研究饱和潜水系统主 绞车、脐带绞车主被动升沉补偿技术及双作用油缸主动升沉补偿技术。 论文详细介绍了液压系统、电气控制系统的总体设计，包括液压站的设计原理和电气监控装置对液压站、六自由度平台和模拟负载的监控设计。 由上位机实时显示和监控采集到的液压站的流量、温度、压力以及六自由度平 台、模拟负载的升沉位移和缆绳张力。根据系统对响应速度的要求，选取了自适应模糊 制算法，并结合动态 C（ ）编程平台进行相应控制程序的编写。 当系统作联调试验时，液压系统接受 电气操作信号，实现吊放绞车和脐带绞车无级调速的吊放驱动（吊放速度理论上不受负载变化的影响） ，并实现低速大扭矩和高速小扭 矩的自动转换。通过电气测控系统给定的缆绳张力反馈信号所产生的 制信号，实现吊放系统、脐带系统、双作用油缸缆绳的恒张力控制 ；通过电气测控系统给定的缆绳张力反馈、马达旋转编码器反馈信号（ 或油缸位移传感器反馈信号）产生的 制信号，实现吊放绞车、脐带绞车、双作用油缸被动式升沉补偿功能； 通过电气测控系统给定的平台的运动参数、 缆绳张力反馈信号、马达旋转编码器反馈信号（油缸位移 传感器反馈信号）所产生的 制信号，实现吊放绞车、脐带绞车、双作用油缸主动式升沉补偿功能。 试验结论证明：该控制系统具有成本低廉、编程简单、数据输出率高、控制精度高、定位速度快、稳定 性强等特点，可以较好的满足系统做模拟实验的要求，并为实际试验研究提供理论指导。 关键词 : 饱和潜水、升沉补偿、 、 an in to of of in to of In on a of it of is to of of of OF by C to of of of of to ID c (c) of is a to of in is to of to ID IV to of to ID by or to of to ID by a to of of of of of ， 摘 要 . 1 章 绪论 .和潜水定位控制系统的概述 . 饱和潜水 . 饱和潜水援潜救生系统 . 饱和潜水升沉补偿控制 .制器的选取 . 微控制器的发展状况 . 在工业控制应用上的优势 .题的意义 .究内容 . 2 章 系统原理及总体方案设计 .统的工作原理 .统的设计要求 .统的设计原则 . 11 统总体方案 .章小节 . 3 章 升沉补偿液压系统的研究 .压系统的组成及原理 .压系统正常收放原理 .沉补偿液压系统的研究 . 主绞车被动升沉补偿原理 . 脐带绞车被动升沉补偿原理 . 主绞车主动升沉补偿原理 . 脐带绞车主动升沉补偿原理 .作用油缸升沉补偿系统的研究 .压控制系统的三维建模 .章小结 . 4 章 饱和潜水系统升沉补偿控制策略 .沉补偿电气控制系统设计 .制算法的研究 .动升沉补偿控制原理 .动升沉补偿控制原理 .制系统的仿真 .章小结 . 5 章 基于 的升沉补偿控制方案的实现 .程软件的选择 .控制系统中的应用 .制算法的实现 .章小结 . 6 章 总结与展望 .结 .望 .考文献 .读硕士期间发表的论文 .图 .谢 .1第1章 绪论 人们对大自然的探索已延伸到了资源丰富的海洋世界，科技的发展使中国沿海地区的海洋资源开发和与其相关的海洋工程作业日益增多，人们迫切需要寻求一种更加有效的方法扩大对海洋资源的开发和利用。最近几年来，水下潜器在深海救援、 水下作业等领域发展非常迅速，已成为了非常重要的海洋开发装置，同 时水下潜器在深海中遇到的升沉补偿问题也一直是国内外舰船领域的专家学者争相研究的课题1。 和潜水定位控制系统的概述 饱和潜水已发展成为唯一能使潜水人 员直接在高压环境的深海中保持长时间作业的高科技潜水方式。 一般情况下，当海底作业深度超过120 米、时间超过 1 小时，就应该采用饱和潜水作业方式2。如今，饱和潜水技术已广泛应用于水下资源勘探、 海底施工作业、失事潜艇救援等各个重要领域。饱和潜水定位控制 系统主要用于研究水下潜器、母船在复杂的海况下的升沉补偿问题，以保证深水作业能安全、顺利进行。本文的饱和潜水定位控制系统主要用于研究援潜救生系统中的水下潜器升沉补偿问题，保障水下救援的顺利实施。 和潜水 饱和潜水是人类研究深海潜水技术的历史性突 破。在饱和潜水被发现之前，虽然人们应用传统的潜水技 术对海洋资源进行探索，但每个潜水员潜水后，要花费大量的时间对人 体减压，很大程度上影响了工作效率，还经常导致潜水事故。 美国的一位乡村医生和他的同事在 40 多年前，通过反复试验，得到了一个重要的结论：人如果长时间 处在高压环境下，渗入到血液组织里的气体最终就会饱和3。而一旦达到饱和状态，只要外界环境的压力没有变化，血液组织里的气体含量也 不会随着时间的增加而改变。这就 2 像一个盛满了水的杯子，无论怎么加水， 杯子都只能盛那么多水，总容积是不变的。这个结论成为了后来饱 和潜水技术研究的理论基础。依据这个发现，潜水员在深海作业一段时 间后，不需要像传统的潜水方式一样迫切的回到海面上减压，可持续保 持在作业区域直到作业完成，再回到海面进行一次减压就可以了。这种 简单方便能保证作业效率的潜水方式称为饱和潜水。 图 和潜水水下救援设备 饱和潜水不仅使潜水作业时间增加了，而 且还提高了作业效率，扩大了对海洋资源的探索。饱和潜水技 术应用于深海作业的系统主要包括出入式深潜器系统、甲板加压舱系统 和水下居住舱系统三种类型，这些系统都能通过加压舱将水下作业人员运送到深海中进行长时间的作业4，如图 一套饱和潜水作业系统。 和潜水援潜救生系统 饱和潜水援潜救生系统主要应用于援 潜救生母船及其所装备的援潜救生系统对失事潜艇实施救援。救 生舱是一个本身没有动力而且能承 3受内压和外压的圆柱状舱室，一般由 母船上的绞车吊放到失事潜艇的升降口位置，并在潜水员的帮助下实施 潜艇和救生舱的对接工作，可将失事潜艇的船员在短时间内营救出海面，保障其生命安全。 图 潜救生作业流程 如图 示，当母船收到失事潜艇的求救信号后，潜水员将在母船的舱内通过加压使体内惰性气 体达到饱和，然后乘坐救生舱通过母船的绞车吊放至水下潜艇失事 处，完成与潜艇对接工作后，对潜艇的船员实施救援作业，这个期 间不需要救援人员返回母船上进行减压，直到救援任务完成后再返 回舱内进行一次减压即可，加快了救援效率。 表 和潜水发展历程 时间 国家 备注 1957 美国 海军专家 一次提出“饱和潜水”概念 1962 美国 组织代号 “人在海中 ”系列试验，这是世界第一次海上饱和潜水试验 1988 法国 潜水员在地中海水下 534 米海底完成有效作业任务 1989 中国 进行了模拟 350 米氦氧饱和 376 米巡回潜水人体实验， 打破亚洲纪录1992 法国 进行了人体氢氦氧混合气模拟饱和潜水实验，深度达到了 701 米 1994 俄罗斯 进行动物饱和潜水试验，发现生物可以承受 120 190 个绝对大气压 2008 日本 完成 450 米饱和 2010 中国 完成 493 米模拟巡潜深度、 480 米氦氧饱和模拟潜水实验 和潜水升沉补偿控制 文献5中的操控单元通过脐带电缆 连接水下潜器进行信号的双向传输，可以更好的获得潜器位置数据， 便于母船对水下潜器的定位；在收到潜艇失事信号 潜水员加压至饱和 水下救援 救生舱 下潜 与失事 潜艇对接 母船 4 文献6中，哈尔滨工程大学研制了六自由度水下机器人，并在此基础上建立数学模型，然后使用滑模控制策略来分 析其系统的抗干扰性和鲁棒性。最终通过仿真软件在上位机中 进行分析，验证了利用滑模控制算法可以较好的对水下机器人实施定位控制；文献7采用一种基于参数自整定的模糊控制方法，这种方法鲁棒性强、 响应速度快、定位精度高，并且具有很强的环境适应能力。通过 这种控制方式对潜器在垂直方向上的定位进行仿真，验证了此种控制方式能很好的满足系统的控制要求。文献8通过对潜器在复杂海浪下受水动力因素影响进行分析，提出了一种安全收放潜器的理想操作方案。文献9将一种重型拖曳系统作为研究对象，并使母船在受水动力因素 影响下对水下拖体进行升沉补偿作为研究目标。通过对拖曳升沉补偿系 统进行理论分析、建模仿真和试验研究，掌握了被控对象的运动特性 ，并且对液压系统和电气控制策略展开研究。 本文依据某船舶研究所的试验要求， 对母船、水下潜器受水动力因素影响下的升沉补偿问题进行模拟试验研究。 由于实际系统中的救生舱为系缆式潜水器，由水面母船通过缆 绳吊放提供垂直方向上的动力，水面操作人员还可通过电缆对其传送母船的电气控制信号或传递其它信息。但在深海环境进行救援作业时， 母船经受着风浪、涌流等诸多不确定因素的影响，产生偏移其初始平衡位置的升沉、纵荡、横荡、纵摇、横摇和首摇六个自由度的摇荡运动。 其中，母船的升沉运动将通过缆绳带动救生舱引起深度变化，缆绳和救 生舱受到时变张力的反复拉伸，海况越复杂，受到的影响越大。救 生舱的深度和缆绳张力的剧烈变化严重影响着救生舱中各类救援设备的正常工作， 有的甚至导致缆绳断裂、救生舱丢失的严重状况。因此需要采取 一种合适的控制策略，用于研究饱和潜水系统的水下潜器升沉补偿定位控制， 保障缆绳和救生舱能顺利实施救援工作。 制器的选取 现阶段，自动控制领域中应用最广的控制器包括 片机、 5，本文选取微控制器作为控制手段，实 现了本课题的设计要求。微控制器将计算机的各个主要部件都集成在一 块很小的芯片上，这块芯片具有计算机的各种功能，但体积微小，因此是一种单芯片微处理器。微控制器自 1976 年诞生以来，一直被应用在自动控制领域，并经过 40多年的发展，其性价比越来越高，处 理速度和方式越来越快捷方便。如今，微控制器已广泛应用于常规控制 、嵌入式控制等工业控制领域。 控制器的发展状况 微控制器又被称为单片机，设计理念 是为了保证计算机系统更小，将 大量的外围设备都集成在一个芯片 中，这样使系统更容易集成到不仅复杂而且对体积要求严格的控制设备中。 图 早的微控制器 司的 司设计的 理器是最早按照这种理念设计的。 司分别在 1976 年和 1980 年先后推出了 款处理器，作为处理器的基础，为将来具有良好兼容性的新一代处理器研发。当8051 技术公开后， 公司陆续推出了基于 80核的微控制器。这些微控制器完全可以满足基于嵌入式系统的开发10。如今，微控制器正在飞速发展，其单周期指令速度得到了很大的提高。 单片机的发展历史可以分为 大阶段11： 第一阶段： 为单片微型计算机阶段。它是将处理器、存储器、串 /并口和各种扩展接口都集成到一块芯片上的微型计算机。主要应用在工业控制领域。 6 第二阶段： 为微控制器阶段。它主要根据嵌入式应用系统的要求，扩 展接口电路和各种外围电路。主要应用在电气、电子技术等应用对象领域。 第三阶段： 为片上系统阶段。它 是不仅包含整个硬件系统并且嵌入了开发软件所有内容的集成电路，可根据系统要求设计软、硬件。主 要应用在嵌入式系统开发领域。 最近十年来， 随着科技的发展， 使得微控制器出现了很多新的特点。在技术上，可扩展总线型发展成了纯单片型；在扩展方式上，并行总线型发展成了各种串行总线；在系统集成上，能将多个 成到一个微控制器上； 在可靠性方面， 工作电压已降低到 不仅降低了功耗，还提高了功效。 工业控制应用上的优势 目前，微控制器已渗透到我们生活的各个领域，在科研、教育、工商、金融和国防等领域都有着十分广 泛的用途。尤其在工业控制应用领域，正发挥着重要作用。微控制器具有体积小、功耗低、控制能力强、扩展方便等优点，连接不同的传感器，可采集电压、电流、位移、压力、温度、流量、转速等物理量的实时数 据。现在的微控制器都通过通信接口与 进行数据通信，使整个系统的设计都变得简单方便。 微控制器的指令简单易编写，都是相 同长度的指令。这些指令不仅使微控制器的硬件结构更加简单，而 且还尽量优化线路，保证较低的成本和功耗。微控制器是将微处理器与 各种外部设备集成一体，优化了工业控制领域的控制手段。 题的意义 随着饱和潜水技术的不断发展，以及 各国对海洋资源争夺的加剧，尤其是在军事领域的援潜救生系统中，对 具有升沉补偿功能，能够在复杂海况下长时间工作的潜器需求量越来越大 。本文通过对潜器、母船和 7绞车的联调控制展开试验研究，并取 得了相应成果，为具有升沉补偿技术的饱和潜水定位控制系统的研究作了充分的准备工作。 究内容 由于母船在深海航行过程中经常受风 浪、涌流等水动力因素的干扰，使得母船通过绞车吊放救援舱的过程中， 会使救援舱产生“零动力”和“零刚度”的问题，这加 大了救援舱在下潜过程中和到达救援位置后的绝对深度和相对位置的控制难度12。救援舱作为水下潜器，容易受母船位置变化的影响，如何克服这些问 题成了我们对水下潜器定深定位课题研究的重点和难点；同时在进行主 /被动补偿时，如何从各个传感器中实时获得高精度且稳定的数据也是研究的重 点；为了使潜器定位控制效果更好，对控制算法的研究也是必 不可少的，通过仿真试验可以比较控制算法的优缺点，从而选取高效的 算法实现系统定位控制的要求。 本课题的主要研究工作包括： （ 1）液压系统与电气控制系统的设计； （ 2）系统通过试验过程中绞车负载（张力）的变化及时调整自身输出参数，以达到预期的补偿效果 ；主动式升沉补偿控制即预先采集波浪（试验平台）升沉运动信号， 叠加控制阈值使绞车的运动处于相对平衡位置，降低升沉运动对绞车作业的影响，从而达到吊放（收放）补偿效果。 （ 3）通过数据采集实时监测液压站中各传感器的数据变化。 （ 4）选用 编程软件对微控制器进行编程，保证控制算法对系统的控制效果。 （ 5）存在干扰的情况下，系 统调用控制算法自动控制缆绳的收放，实现主绞车、脐带绞车主被动升沉补 偿技术及双作用油缸主动升沉补偿技术，保障潜器的位移和速度。 论文详细介绍了液压系统、电气控制 系统的设计，还对控制方式、编程软件以及控制算法进行了简要说明。全文依据研究内容分成六章，各章节内容具体安排如下： 8 第一章：绪论。综述饱和潜水的发展历程、发展现状以及发展趋势，综述微控制器的发展状况及其在工业控制应用 上的优势，并介绍本课题的研究内容和意义。 第二章：系统原理及总体方案设计 。介绍饱和潜水定位控制系统的结构和原理、 设计需求和设计原则， 以及本文提出的系统总体设计方案。 第三章：升沉补偿液压系统的研究 。介绍了液压系统的主被动补偿和双作用油缸升沉补偿，以及液压系统的三维建模。 第四章：饱和潜水系统升沉补偿控制 方法。介绍了系统的电气控制原理及相关算法，并进行了模拟系统仿真。 第五章：基于 的升沉补偿控制方案的实现。介绍了控制器、 处理器的基本概况以及编程软件 的发展概况及其在控制系统中的应用。 第六章：总结和展望。总结本文工作，并对后续进一步研发和完善该系统提出自己的建议。 9第 2 章 系统原理及总体方案设计 饱和潜水升沉补偿控制试验系统主要 用于研究饱和潜水系统主绞车、脐带绞车的主被动升沉补偿技术 和双作用油缸的主被动升沉补偿技术。救援人员在深海中进行救援作业时，母船容易遭受风浪、涌流等水下干扰而产生六个自由度的运动，本 文主要通过母船的升沉运动模拟垂直平面上的复杂海况，母船的升沉运 动通过缆绳或脐带传递至水下工作设备，不仅对水下作业设备的正常工作、 投放和回收产生很大影响，甚至造成脐带或缆绳断裂，造成经济损失和人员伤亡的严重后果13。液压系统及电气控制试验系统为主、被动升沉补偿技术的研究提供试验平台，并作为研究对象，完善主、 被动升沉补偿的液压系统及各种控制方案和技术参数。经试验证明，设计方 案能较好的满足设计需求，达到预期的控制效果。 统的工作原理 饱和潜水升沉补偿控制系统分为液压 系统和电气控制系统两个部分。如图 示，该系统主要由模拟负载、六自由度平台、液压站、电气控制柜和测控系统等构成。电气 控制系统包括由采集卡、微控制器和工控机组成的自动控制系统，还包 括一套手动控制系统。整个系统通过监控柜、启动柜和采集柜中的数据 接线端子进行连接，并完成各子系统之间的通讯、采集和控制。 在整个试验系统中，液压系统主要接 受电气控制系统的操作信号，实现吊放绞车和脐带绞车无级调速的吊放驱动 （其吊放速度理论上不受负载变化的影响） ，以及高速小扭矩和低速大扭矩的自动转换。电气控制系统是整个试验系统的控制核心， 它主要控制液压系统的启停，并实时监测饱和潜水升沉补偿控制系统中的各种传感器的电信号，如发现偏差 e(e 不满足系统要求的偏差 的情况下 )， 将调用测控系统内的控制算法实时控制作业绞车或双作用油缸进行升沉补 偿动作，以保障模拟负载 10 的相对位移和速度不变。 图 统原理方框图 系统还设计了手动控制系统，它是为了保障液压及控制试验系统在测控软件崩溃 (即工控机 “死机 ”)的情况下可以继续运行14，该系统可以满足试验内容的基本操作需求，以提高系统安全运行的系数。 统的设计要求 进行系统的软件及硬件开发时，应该满足如下设计要求： （ 1）液压系统、电气测控系统以及应急控制系统的总体设计应满足系统设计要求。 （ 2）具备完善的传感器数据采集中 心和高精度的控制算法程序。 （ 3）系统通过试验过程中绞车负载（张力）的变化及时调整自身输出参数，以达到预期的补偿效果； 主动式升沉补偿控制即预先采集波浪（试验平台）升沉运动信号，叠 加控制阈值使绞车的运动处于相对平衡位置，降低升沉运动对绞车作业的影响，从而达到吊放（收放）补偿效果。 （ 4）存在干扰的情况下，系统调用控制算法自动控制缆绳的收放，实现主绞车、脐带绞车主被动升沉补 偿技术及双作用油缸主动升沉补偿技术，保障潜器的位移和速度。 根据现场模拟试验的要求，系统应满足下列主要性能指标： 绞车转动惯量：20场采集柜 数据接线端子 模拟负载 六自由度平台 液压站 液压站启动柜 综合监控柜 工控机 微控制器 手动控制系统 11马达传速比：1:32六自由度平台升沉位移：六自由度平台升沉加速度：s六自由度平台升沉速度：s位移控制精度：稳态速度控制精度： 5%图 模拟试验系统原理图 统的设计原则 根据试验内容和设计要求，液压系统 为整个系统提供液压动力源，同时被作为研究对象，分析系统中比 例阀特性。电气控制系统主要通过采集现场六自由度平台、模拟负载和 液压站中的实时数据，当六自由度平台运动参数、缆绳的牵引力和模拟 负载的位移发生变化时，系统可调用控制算法输出至比例阀控制绞车收放缆绳， 从而保障水下潜器的相对深度和位置。为此，制定了相关设计准则： （ 1）尽量使用成熟的技术成果，使系统有效和可靠工作。 （ 2）注重液压系统和电气控制系统的可靠性和维修性设计，满足系统的技术指标要求。 （ 3）系统可靠性重要件为轴向柱塞变量泵和带阀芯位置反馈的比例先导控制阀，选用国际知名品牌，以保证其可靠性； （ 4）优化管道连接、采用优质密封件、避免泄漏；保证油路干净、清洁，尽量避免由油污引起的比例换 向阀卡死、轴向柱塞变量泵变量机 12 构失灵等。 （ 5）系统元件尽量采用标准元件，易于购买及更换；系统元件及管道布局合理，便于易损件更换（如滤芯、密封件等） ；系统各元件便于拆卸分解，油泵机组等较大机械，具 有便于起吊装置；定期做油位、油液污染检查，定期更换滤芯及密封件；多组合系统设置了多个安全阀，防止系统超压发生危险。 （ 6）引用指标及设计技术要求均依 据舰船通用规范和相关规定。 此外，由于本系统受功能和外界环境 的影响，在设计开发的过程中还应考虑以下因素：功能可靠实用，便于维护 ；实时性和稳定性要保证；接口规范，易于操作；上位机界面友 好，程序控制效果佳；功耗管理严格，结构紧凑，成本低廉。 统总体方案 系统总体方案规划的任务是围绕系统 的设计目标，拟定系统的硬件、软件体系结构、确定系统的硬软 件划分和开发策略，为系统的具体开发提供指导。总体方案制定得合理 与否不仅将直接影响到系统是否能够达到预期的性能指标，还将影响到 系统的工作可靠性、开发周期与成本以及系统的后续可维护性、可扩展性等众多方面15。 对于饱和潜水升沉补偿定位控制系统的控制方式而言，难点之一是要实时检测出缆绳张力的变化、六自 由度平台状态和模拟负载位移的变化。 并当模拟负载偏移相对稳定位置时能快速输出自适应模糊 制信号至比例阀完成绞车的收放动作， 实现升沉补偿功能，要求整个系统具有很好的响应和控制速度。 如图 示，现场采集柜采集压力、流量、温度、张力和旋转编码器等传感器的数据，同时采集比例 阀和电磁阀的状态，电气控制系统中的微控制器、 集卡和 通过编写软件进行张力反馈、自由度平台运动信号反馈、模拟负载 位移量反馈，并经过相关算法运算输出控制参数，实现主绞系统、脐绞 系统、双作用油缸的主被动升沉补偿控制。由于马达旋转编码器是脉冲 信号，可通过正反脉冲确定绞车的 13收放，通过脉冲数确定位移变化量。 还通过对液压系统中的换向阀、平衡阀等主要元器件进行性能分析确保联调试验的顺利进行。 工控机显示器机过载、加热器运行、滤器堵塞等信号)信号调理板202020201010统总体设计方案图 电气控制系统的上位机软件主要采用博控自动化公司的动态 C 语言 ()和 司的 计上位机界面，用 行仿真分析。 同时采用 000 微处理器作为核心控制模块，并使用 编写控制算法，对饱和潜水系统进行定位控制研究。由多功能数据采集卡 时采集液压站中压力、流量、温度传感器的数据， 同时通过规定的数据传输方式将模拟负载和六自由度平台等系统中的张力传感器和旋转编码器的实时数据读取到上位机并参与相关控制算法的运算，同时将其数据保存到 据库中，最后通过上位机实现实时数据 的显示、历史数据的回放、液压系统的启停、电液比例换向阀及电液比例溢流阀的控制等功能。 另外，电气控制系统还可以实现对整 个系统的保护：当控制系统出现运行故障 (比如液压站滤器堵塞 )时，上位机将发出报警信号，并实现自我诊断，以减少维护人员的工作量。 同时，如果控制系统发生严重的 14 运行故障，上位机将发出信号，紧急停机。 章小节 本论文所设计的饱和潜水定位控制系 统以微控制器作为控制核心，它具有强大的计算能力和简单的编程平台， 可将程序直接下载至存储器内实现自动控制；而且在控制策略上 进行了研究，为获得更好的控制效果提供理论依据；同时通过主 /被动升沉补偿技术实现了电气和液压系统对潜器的高精度闭环反馈控制。与传统的水下潜器定位控制系统相比，该控制系统具有成本低廉、编程简单、 数据输出率高、控制精度高、定位速度快、稳定性强等特点，在海 洋资源开发、军事航海等领域具有很强的应用前景16。 15第 3 章 升沉补偿液压系统的研究 饱和潜水升沉补偿液压试验系统作为主、 被动升沉补偿技术试验研究的动力源，为位于六自由 度试验平台上的被试装备 (作业绞车、升沉补偿油缸 )提供油源。并作为研究对象，完 善主、被动升沉补偿的液压系统及各种控制方案和技术参数，为 电气控制系统的研究做好铺垫，并为整个升沉补偿系统的试验研究作了重要保障。 压系统的组成及原理 液压系统由油箱、主油泵机组、辅助油泵机组、泵站控制阀组、驱动控制阀组、绞车平衡补油阀组、滤器、板式冷却器、电动球阀、流量传感器以及相应的管理附件组成。出 于安全考虑，将平衡补油阀组安装在六自由度平台的绞车马达油口位置。液压系统为整个系统提供动力源。 （ 1）油箱为不锈钢油箱体，容积为 1200L，包括各种过滤器、空气滤清器、液位计、液位控制器、温度传感器、电接点温度计、加热器和冷却器等 （ 2）主油泵机组采用轴向柱塞变量泵，控制方式选取恒功率补偿变量控制，并根据系统的需求，实 现恒压变量控制和负载传感变量控制的转换，从而保证控制更加精确；工作 方式选取半闭式，系统回油直接进入主泵吸油，并采用单独补油泵对系统补油。液压泵采用 ，型号为 排量限制为 155r，电机功率为 90速为 1480功率控制起点为 18泵最大工作压力为 25 （ 3