为了精确模拟水下特种设备工作环境中外部水压的动态变化过程，检验密封装置的密封性能，提出一种基于电液力控制的水压控制方法。设计并建立包含压力传递装置、电液力控制系统等部分的较大密闭容腔水压控制系统。通过分析系统的数学模型，提出“Fuzzy PID”复合控制策略进行水压控制。在建立的实验系统上进行实验研究。实验结果表明，水压可控范围为0.1～10MPa，稳态误差为±0.04MPa，压力无失真斜坡跟踪最大速率可达±2MPa/s。
水的体积弹性模量很大、几乎不可压缩，对于注满水的较大密闭压力容腔只需改变少许体积即可改变内部水压；根据这一性质，提出基于电液力控制的水压控制方法，建立整个水压控制系统。系统由集成式电液控制器、电液力控制系统、压力传递装置、密闭压力容腔等部分组成，其中压力传递装置与电液力控制系统是系统的关键部分。集成式电液控制器根据预先设定的水压控制信号与压力容腔内的水压反馈信号，经相应的控制算法处理后，调整电液力控制系统的输出油压。油压通过压力传递装置传给密闭压力容腔内的水，通过改变密闭压力容腔的容积，使水压随之变化，最终水压与油压处于平衡状态，达到目标值。
通过分析系统的状态方程式可知，水压控制系统为对称阀控单容腔系统，具有很强的非线性，控制器的设计难度较 大。采用反馈线性化的思想可以简化控制器的设计，提高系统控制精度，但需要知道精确的系统模型与结构参数。Yao等提出自适应鲁棒控制在变参数的情况下，仍可减少控制误差、提高控制精度，但控制器的设计与实现复杂。Fuzzy（模糊控制）具有不依赖于控制对象模型、实现简单等优点，已得到广泛的应用，但单纯的模糊控制无法消除终值附近的静差。考虑到PID控制具有算法简单、鲁棒性好、可靠性高等优点，结合两者的优点，采用“Fuzzy PID”的复合控制策略进行控制，系统控制中，pr为目标水压，pl为实际水压。在误差较大时进行模糊控 制，抑制系统的超调；误差较小时切换至PID控制，消除系统静差、提高稳态控制精度。
为了验证基于电液力控制的水压控制方法的有效性，在建立的水压控制实验系统上进行实验研究。电液力控制实验系统主要技术参数如下：油源压力为12MPa、流量为7L/min；密闭压力容腔容积为22L，允许最高工作压力为12MPa；最高控制水压为10MPa。
1稳态压力控制实验。控制压力分别取0.1、5、10MPa。在实验中发现，当目标控制压力低于0.1MPa时，系统压力波动较大，处于不可控状态。结果表明，在0.1～10MPa的可控压力区间内的稳态误差为±0.04MPa，稳态水压控制精度高。
2压力阶跃响应实验。控制水压分别从1到5MPa、1到10MPa阶跃，采用PID、Fuzzy、Fuzzy PID3种不同控制策略进行对比实验。结果表明：PID控制响应最快、稳态误差小，但超调量大；Fuzzy控制超调量最小，响应速度居中，但稳态误差大；“Fuzzy PID”复合控制响应速度与Fuzzy相当，超调量比PID控制小，稳态误差比Fuzzy控制小。
较大的压力超调对密封装置的损伤较大，在模拟实验时是不允许的；采用“Fuzzy PID”的控制策略能够同时满足控制精度与超调量小的要求。
3不同压力变化速率斜坡跟踪实验。当压力控制信号分别以±0.05、±0.5、±2MPa/s变化时，实验结果表明：当压力变化率从0.05～2MPa/s增加时，上升阶段均能较好地跟踪，随着速率的增大，到达稳态时的超调量也略微增大；在压力下降阶段，当压力变化率较小时跟踪性能好，当压力变化率为－2MPa/s时，在到达稳态控制目标压力附近时跟踪误差较大。
