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全电式水下生产系统是现在水下油气生产的最佳解决方案之一。作为全电式水下生产系统的重要工作部件,全电式水下阀门执行机构的性能和可靠性直接影响水下生产系统的生产能力。本文的主要工作是完成全电式水下阀门执行机构的控制系统及驱动装置的总体设计;计算水下阀门执行机构的部分工程参数并在此基础上,提出多电机冗余执行机构的控制方法并对水下闸阀执行机构进行基于虚拟样机的仿真。首先,在现有的电液系统水下生产系统以及电液复合式阀门执行器的基础上,深入研究全电式水下控制系统的整体控制方案；讨论全电式阀门执行机构的电机驱动方式。完成全电式水下控制系统的电气方案和机械结构的总体设计。然后,在完成全电式水下阀门执行机构总体方案的基础上,建立水下阀门执行机构的虚拟样机。计算水下闸阀执行机构的工作载荷;使用Matlab提供的Fmincon模块对基于并联圆柱弹簧组的失效-安全装置进行优化;为了简化虚拟样机的建模,基于UG提供的UG/OPEN API建立阀门执行机构齿轮传动的参数化模型;将模型导入Adams软件,建立带有Simulink接口的Adams虚拟样机模型,以便进行联合仿真时直接调用。再者,研究水下阀门执行机构的具体控制算法:研究作为阀门执行机构驱动电机的永磁同步电机的矢量控制技术;设计基于双电机偏差耦合结构的模糊PID多电机同步驱动器;用时间误差绝对积分指标(ITAE)对模糊PID控制器的参数进行评估,并用遗传算法对参数进行优化;使用置信度标量对遗传算法的计算过程进行优化,提高计算效率。最后,通过联合仿真对以上工作进行验证上述工作。使用Matlab对单电机的遗传算法整定模糊PID控制器进行仿真验证该遗传算法的优化性能;搭建基于ADAMS和Simulink的全电式水下阀门执行器虚拟样机,模拟水下不同的生产场景,输入多种不同响应,并对仿真结果进行分析和讨论,为工程样机的实施提供技术支持。