作为海洋油气开发不可或缺的部分，水下生产控制系统经历了全液压控制系统、电液控制系统和全电式控制系统的发展过程。目前电液控制系统发展成熟，但随着开发深度的增加，液压系统管路损耗严重，阀门开启时间变慢，电液控制系统难以满足深水生产要求。而全电式控制系统具有响应速度快，控制精度高，传输距离长等优势，对其进行研制将对我国海洋石油开采具有重要意义。本文对全电式控制系统中的控制模块进行研究和设计，完成的工作如下：　　对水下生产系统进行分析，对全电式水下控制模块、全电式阀门执行器和电连接器的主要功能进行整理，在对国内外全电式水下生产系统研究现状的基础上，对全电式水下控制模块和电连接器进行研究与设计。　　提出全电式水下控制模块的设计要求和性能指标，对控制模块的机械总体方案进行设计。对比分析两种电气控制方案，确定最佳的控制方式方案为集成式控制。　　对控制模块的关键部件进行详细设计分析。对500m水下电子模块耐压舱的热平衡结构进行设计，并对壳体强度分析与稳定性校核；设计一套ROV操作锁紧机构，确定锁紧块接触角度，并对丝杠和锁紧块进行强度校核；对水下对接盘机械对中精度进行设计，并对设置限位销的对接盘进行应变和强度分析。　　对基于VxWorks嵌入式系统的PC104硬件系统进行设计，完成制模块的主程序和数据采集、开关量控制、通讯程序子程序的设计，建立主控站测试环境，验证控制模块的功能。　　根据控制模块的要求确定水下插拔式电连接器的功能和性能指标，对其整体结构进行设计，并详细设计电连接器的动密封结构、插合分离次序结构和压力补偿结构；建立应力与接触弹片结构参数之间的数学模型并对接触弹片进行强度校核，同时利用ANSYS Workbench对接触弹片的插拔过程进行数值模拟，分析不同结构参数对应力影响；分析组合密封结构的密封间隙和接触面摩擦系数对密封结构的影响，最终确定密封参数最优值。