控制系统如同“大脑”,指挥着“蛟龙”号的每一个动作。“蛟龙”号的控制系统由中国科学院沈阳自动化研究所负责研制,主要包括航行控制系统、综合显控系统和水面监控系统。为了更好地验证控制系统的功能及训练潜航员,并对下潜试验取得的数据进行分析,科研人员又研制了半物理仿真平台和数据分析平台两大辅助系统。
载人潜水器航行控制系统主要完成潜水器传感器信息采集、导航定位、执行机构控制、信息传递等功能。航行控制计算机控制潜水器执行各种动作,采集潜水器的传感器信息,包括导航信息、液压系统信息、生命支持系统信息、能源信息等,并对各耐压罐、接线箱的泄漏和补偿液位进行检测。航行控制系统一方面将各种信息发送给综合显控系统进行显示和保存,另一方面将潜水器生命支持等关键信息发送给声学系统。该信息通过数字通信传输到水面监控系统。
“蛟龙”号的“神经系统”是连接仪器设备的各条电缆。如果电缆接头出现故障,有可能造成潜水器接地值异常(正常值不超过0.1毫安)——接地值的升高意味着潜水器电气设备存在渗水短路的可能。
潜航员检查“蛟龙”号的电缆。
有人说,鸟类大脑中有磁性神经元,可以帮助它们感知地球磁场,在长途迁徙中实现准确定位。“蛟龙”号的“磁性神经元”便是综合显控系统。这套系统相当于导航仪,能够分析母船传来的信息,显示“蛟龙”号和母船的位置以及潜水器各系统的运行状态,实现母船与“蛟龙”号之间的互动。(www.xing528.com)
综合显控系统可为操作员提供全程操作指导与数据监视功能。信息显控功能主要实现了潜水器位置坐标、母船位置坐标、目标点位置坐标的显示及生命支持系统显示、传感器信息系统显示、液压系统信息显示、推进器信息显示等功能。综合显控系统提供完整的数据记录与分析功能,对系统中500多项数据进行全程完整记录,并由专业平台完成数据分析。
母船上也有一台“导航仪”,就是水面监控系统,可显示母船信息与“蛟龙”号信息的集合,帮助指挥员正确判断母船和“蛟龙”号的位置,从而进行相应调整,保证“蛟龙”号安全回家。这一平台还可查看历次下潜的时间、地点以及潜航员的操作流程。
此外,“蛟龙”号还有一个半物理仿真平台,其主要用途是验证“蛟龙”控制系统设计的准确性。科研人员通过输入相关参数模拟水下环境和测试控制系统运行状况,不仅可以节约人力、物力,降低风险,缩短研制周期,提高系统可靠性和安全性,还能为潜航员训练提供“虚拟水下环境”。
半物理仿真平台
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