潜艇具有机动性高、续航能力强和适合隐蔽突击等特点,在海上作战中发挥重要作用,开展对潜艇悬停和均衡系统的研究,对于提高潜艇隐蔽性和安全性至关重要。然而,在实艇上进行悬停及均衡试验不仅需要花费大量的人力、物力和财力,稍有差错便会对实艇及人身安全造成威胁,本课题构建了一套悬停及均衡系统模拟装置,完成了实验室条件下悬停水舱注排水、浮力调整和纵倾平衡等工况下的压力控制研究。论文在分析潜艇悬停和均衡系统工作原理的基础上,完成了系统水路、气路及液压管路设计,对阀门、水泵和传感器等关键设备进行了选型和安装调试。设计了以西门子PLC为控制核心的控制系统,完成控制器及扩展模块的选型和组态,搭建了均衡系统模拟装置显示控制台,实现了对悬停及均衡工况的准确模拟。海洋环境下深度压力的准确模拟是悬停及均衡操纵控制研究的前提,论文以悬停系统深度模拟水舱为研究对象,建立了深度模拟水舱压力系统数学模型,分析了气体的可压缩性、供排气调节阀的非线性、压力源的气体波动以及管路特性等因素对压力控制性能的影响,将模糊PID控制策略应用于深度水舱压力的定值控制系统中。最后,在搭建的模拟装置上编写控制程序,完成了系统的整机实验,实验结果验证了本文设计及所提控制策略的有效性,能够在深度模拟水舱注水及排水过程中满足压力控制精度要求。