针对智能封堵器的水声通信子系统中的通讯问题，以及成品Modem与实际的水声换能器频段相差太远而无法直接使用的问题，设计了基于单片机和DDS技术的水声通信系统。介绍了该系统的结构、工作原理及其信号源电路中软、硬件的设计方法。阐明了该系统可通过对单片机AT89C51编程以控制DDS芯片产生频率为33—43kHz的正弦波信号，信号经过滤波及功率放大后输出至水声换能器，从而驱动水声换能器工作，用于完成智能封堵器中水声通信子系统的通信任务。

为了实现封堵器海洋工作环境中的无线遥控动作,封堵器海底工作中采用了水声通信技术。水声换能器在水下通信过程中起到了无可替代的作用。本文对水声通讯频率的选择及水声换能器的选型进行了研究,并利用中国科学院水声研究所研制的FSQ-37型水声换能器,进行了换能器性能测试试验,确定了水声通讯的载波频率。水声换能器的研究将会对海底石油管道水下维修时通信的稳定性和可靠性提供较高的保障。

管内智能封堵器可以在不停输的情况下进行管内高压封堵作业,无需在管道上开孔,工作效率高。为进一步提高封堵器在流场中的稳定性,通过对气动控制系统进行分析,利用Matlab/Simulink软件建立了气动系统的数学模型;利用RBF神经网络建立了封堵器尾部压力和涡量与扰流板角度之间的非线性映射关系,并与气动系统和扰流板运动相关联,采用主动控制方式对管内流场压力和涡量进行控制,同时为提高系统控制精度,引入了PID控制器,并采用遗传算法在线调整PID参数,对管内流场进行了仿真。仿真结果表明改进PID控制相比于传统PID控制超调量小,可以保证压力和涡量快速准确地下降到目标值,实现对管内流场的精确控制,降低封堵器所受的冲击;使压力和涡量达到最佳状态的时间为1.7 s,此时对应的扰流板翻转角度大约为32°,对应的压力为13.9 MPa,涡量为355.4 s-1。所得结论...

智能封堵器在水下海底管道的维修工作中起到了不可磨灭的作用。为了实现封堵器海洋工作环境中的无线遥控动作，封堵器海底工作中采用了水声通信技术。整个水声通信过程可以归结为首先由PC机发出指令给Modem，经功率放大匹配后送至水声换能器，水下部分按逆方向接收。对水声通讯频率的选择及水声换能器的选型进行了研究，并利用中国科学院水声研究所研制的FSQ-37型水声换能器，进行了换能器性能测试试验，确定了水声通讯的载波频率。水声通信技术的研究将会改善海底石油管道水下维修时通信的稳定性和可靠性。

为减少管内智能封堵器的振动,在封堵器尾部设计三块可折叠扰流板,以降低管内流场的压力和涡量,从而减少流体对封堵器的冲击,但扰流板的角度对减振效果有着较大的影响,因此需要对扰流板的运动进行控制,使其翻转到指定的角度,达到最佳的减振效果。设计一种气动控制系统,建立气动控制系统的模型,选择模糊PID控制方法来控制系统的位移,进而控制扰流板的翻转角度。同时对系统的运动速度进行控制,间接调节扰流板的翻转角速度,使扰流板的翻转速度趋于稳定,避免由于速度波动而引起流场剧烈变化。仿真结果表明:所设计的控制器可以有效地控制扰流板翻转角度和角速度,满足实际工程需要。