随着深海技术的持续发展,水下设备的可靠性和安全性要求也越来越高,陆地上深海环境的压力模拟试验对保证水下设备的正常工作非常重要。对某些尺寸较大的水下设备,需要大密闭容腔动态水压控制系统对其进行水压环境测试。本文以大密闭容腔动态水压控制系统为研究对象,对其设计难点进行了分析,提出了影响动态水压控制最大的参数为有效体积弹性模量,建立了液体有效体积弹性模量模型,对影响参数提出了相应的解决措施。设计了以皮囊式蓄能器为压力传递装置的水压控制系统,对影响水压控制的相关因素进行了仿真研究,为系统结构设计、参数优化、控制策略研究提供了理论依据和模型基础。对经典PID和模糊自适应PID两种控制策略进行了仿真对比研究,模糊自适应PID控制策略在快速性和平稳性上较优于经典PID控制策略。最后完成了基于PC+PLC的测控系统的设计。论文主要研究内容如下:第一章阐述了大密闭容腔动态水压控制系统研究意义和国内外研究现状,并对其水压控制原理进行了详细介绍,分析了现有大密闭容腔动态水压控制系统存在问题及难点,最后介绍了主要研究内容。第二章建立了密闭容腔压力模型,指出影响动态水压控制最大的参数为有效体积弹性模量,建立了新的液体有效体积弹性模量模型,综合考虑了压力、自由气体含量、温度对液体有效体积弹性模量的影响。最后对影响因素进行了分析,并提出了解决措施。第三章分析了各种水压控制方案优缺点及适用工况,选取采用压力传递装置的水压控制方案,对蓄能器和液压缸两种压力传递装置进行了结构设计和参数设计,并建立了数学模型,仿真结果显示皮囊式蓄能器作为压力传递装置具有更好的动态特性。第四章对液压系统和水压系统进行了设计,建立了水压控制系统仿真模型,分析了比例阀固有频率、供给流量、气体含量对水压控制的影响,提出采用高频响的伺服比例阀控制压力、变量泵和蓄能器共同提供流量的液压结构,提出了维持油温稳定、流量分段控制、压力闭环控制的控制方案。对经典PID和模糊自适应PID控制策略进行了仿真研究,结果表明模糊自适应PID控制在快速性和平稳性上优于经典PID控制。第五章对水压控制系统的测控系统进行了设计,采用PC+PLC的主从式结构,完成了PLC程序和基于C#语言的WinForm软件的编写。最后通过动态水压控制试验对水压控制系统的性能指标进行了验证。第六章总结了工作内容,展望了未来的研究方向。