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摘要
无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle,UUV）在军用领域和民用领域均有着广泛的应用。动力技术作为水下航行器的发展瓶颈，始终备受研究人员的关注。相比于传统的水下航行器用活塞发动机以及电动力推进器，以蒸汽涡轮发动机为主机的水下闭式循环系统具有高比能量、大比功率和无工质排放等优点，被视为一种极具潜力的水下航行器动力源。蒸汽涡轮发动机控制系统的设计将直接影响其性能表现。当前研究中，涡轮机的转速控制主要采用比例-积分-微分（Proportion Integration Differentiation,PID）反馈控制，各控制参数多为试凑得出，调试工作量巨大且控制效果不佳，极易造成系统超调或反应速度变慢等问题。通过分析蒸汽涡轮发动机的动态过程，明确了关键动态环节，将系统简化为蒸汽容积和转子两大模块，采用小偏差线性化的方法建立其线性模型。在此基础上，提出了一种基于遗传算法的PID参数优化方法，通过设计最小目标函数，实现多目标优化，在全域范围内进行参数寻优。仿真实验证明该PID参数优化方法迅速高效，经过参数优化后的PID控制器响应快速、无超调，控制效果良好。
