一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，包括水上控制系統(tǒng)、水下控制系統(tǒng)和半實物仿真系統(tǒng)，所述半實物仿真系統(tǒng)分別連接水上控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)。通過半實物仿真測試系統(tǒng)，對水上控制系統(tǒng)、水下控制系統(tǒng)和半實物仿真系統(tǒng)開展聯(lián)合試驗，以驗證平臺控制系統(tǒng)的接口、控制算法和控制邏輯，降低研發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期；系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和仿真的實時性得到了極大的提高。
【專利說明】一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于仿真系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]水下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，且缺乏必要的觀察和通信手段，設(shè)備在水下作業(yè)時經(jīng)常處于十分危險的環(huán)境中，一旦發(fā)生故障，就可能造成十分嚴(yán)重的后果。因此，對水下作業(yè)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性提出了很高的要求。水下作業(yè)設(shè)備往往十分昂貴，且建造起來需要很長的周期，一般來說，控制系統(tǒng)要比設(shè)備本身先行完成，如何對控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及接口，控制邏輯、策略及算法進(jìn)行驗證是一個十分重要的問題。
[0003]傳統(tǒng)的仿真技術(shù)僅僅能對系統(tǒng)的軟件邏輯進(jìn)行測試，但是對于控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、硬件接口及可靠性都缺乏有效的手段進(jìn)行驗證。顯然，傳統(tǒng)的仿真技術(shù)無法滿足水下作業(yè)設(shè)備高可靠性的要求。
[0004]目前，常用的半實物仿真系統(tǒng)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)仿真技術(shù)的某些不足，但是多數(shù)情況下沒有考慮系統(tǒng)的不穩(wěn)定性及不確定性影響，抗干擾能力不足，導(dǎo)致在真正應(yīng)用時效果不佳，且可擴(kuò)展性不強(qiáng)，后續(xù)進(jìn)行優(yōu)化空間不大。另外，常用的半實物仿真系統(tǒng)圖形化、可視化效果不好，且對各種異常工況缺乏應(yīng)對措施，不能在線調(diào)整。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實用新型提供了一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，適用于水下平臺、小車及設(shè)備的數(shù)學(xué)模型的驗證以及對控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及接口、控制邏輯、策略及算法的調(diào)試及完善。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，包括水上控制系統(tǒng)、水下控制系統(tǒng)和半實物仿真系統(tǒng)，所述半實物仿真系統(tǒng)分別連接水上控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)；
[0007]水上控制系統(tǒng)包括水上控制模塊及與其相連接的水上信息傳輸模塊，水上控制模塊包括顯控單元、水上主控單元和操作面板處理單元，水上信息傳輸模塊包括水上交換機(jī)和與其相連的水上光端機(jī)，水上交換機(jī)分別連接顯控單元、水上主控單元和操作面板處理單元；
[0008]水下控制系統(tǒng)包括水下信息傳輸模塊和水下控制模塊，水下信息傳輸模塊包括水下光端機(jī)和與其相連的水下交換機(jī)，水下光端機(jī)與水上光端機(jī)通過光纖相連，水下控制模塊包括分別連接在水下交換機(jī)上的水下主控單元、平臺控制單元、小車測量單元、小車控制單元、艙室環(huán)境監(jiān)測單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元；
[0009]半實物仿真系統(tǒng)包括水上測試模塊和水下測試模塊，水上測試模塊用來模擬電纜絞車控制器、水上監(jiān)視系統(tǒng)和水上配電系統(tǒng)，電纜絞車控制器和水上主控單元連接，水上配電系統(tǒng)與操作面板處理單元連接；水下測試模塊用來模擬水下傳感器、水下監(jiān)視系統(tǒng)、水下配電系統(tǒng)、小車本體模型、平臺本體模型、閥門系統(tǒng)模型和液壓絞車模型；進(jìn)排水控制單元依次連接閥門系統(tǒng)模型和平臺本體模型，平臺本體模型通過水下傳感器將平臺本體信息反饋給進(jìn)排水控制單元；平臺控制單元依次連接絞車控制單元、液壓絞車模型和平臺本體模型，液壓絞車模型通過以太網(wǎng)將液壓絞車信息反饋給絞車控制單元，平臺本體模型通過水下傳感器將平臺本體信息反饋給平臺控制單元；小車控制單元依次連接絞車控制單元、液壓絞車模型和小車本體模型，液壓絞車模型通過以太網(wǎng)將液壓絞車信息反饋給絞車控制單元，小車本體模型通過水下傳感器和小車測量單元將小車本體信息反饋給小車控制單元。
[0010]優(yōu)選地，所述半實物仿真系統(tǒng)包括主控計算機(jī)、實時仿真機(jī)、控制接口服務(wù)器、仿真接口服務(wù)器、信號調(diào)理單元和信號轉(zhuǎn)接單元，主控計算機(jī)的輸入端連接控制接口服務(wù)器，其輸出端依次通過仿真接口服務(wù)器、實時仿真機(jī)、信號調(diào)理單元連接在信號轉(zhuǎn)接單元上；所述信號轉(zhuǎn)接單元的輸出端連接有控制器，控制器的輸出端連接在控制接口服務(wù)器上，水上控制模塊和水下控制模塊在控制器中運(yùn)行，水上測試模塊和水下測試模塊在實時仿真機(jī)中運(yùn)行。
[0011]優(yōu)選地，所述半實物仿真系統(tǒng)還包括調(diào)試柜，調(diào)試柜用于模擬水下配電系統(tǒng)接口。
[0012]優(yōu)選地，所述液壓絞車包括一臺牽引絞車、多臺張力絞車和多臺錨泊絞車，張力絞車和錨泊絞車由平臺控制單元和絞車控制單元配合控制，牽引絞車由小車控制單元、小車測量單元和絞車控制單元配合控制。
[0013]總體而言，通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0014]I)通過半實物仿真測試系統(tǒng)，對水上控制系統(tǒng)、水下控制系統(tǒng)和半實物仿真系統(tǒng)開展聯(lián)合試驗，以驗證平臺控制系統(tǒng)的接口、控制算法和控制邏輯，降低研發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期；系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和仿真的實時性得到了極大的提高；
[0015]2)半實物仿真測試過程中，結(jié)合真實工況，能對水下的環(huán)境及各種干擾因素(風(fēng)、浪、流等)進(jìn)行真實模擬，由此驗證控制系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，同時提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力；
[0016]3)主控計算機(jī)可以與實時仿真機(jī)進(jìn)行無縫連接，實現(xiàn)平臺本體模型、小車本體模型、閥門系統(tǒng)模型、液壓絞車模型及其他設(shè)備數(shù)學(xué)模型的設(shè)計、自動代碼生成、代碼下載、圖形信號監(jiān)視、在線調(diào)參等功能，仿真界面真實清晰、可視化效果好，并且可以通過在線調(diào)參功能模擬平臺工作過程中的各種工況及干擾，實現(xiàn)對平臺工作環(huán)境的更真實模擬。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為本實用新型中進(jìn)排水控制半實物仿真測試的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖3為本實用新型中平臺控制半實物仿真測試的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖4為本實用新型中小車控制半實物仿真測試的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖5為本實用新型中半實物仿真測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0022]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0023]如圖1?圖5所示，一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，包括水上控制系統(tǒng)、水下控制系統(tǒng)和半實物仿真系統(tǒng)，所述半實物仿真系統(tǒng)分別連接水上控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)；
[0024]水上控制系統(tǒng)包括水上控制模塊及與其相連接的水上信息傳輸模塊，水上控制模塊包括顯控單元、水上主控單元和操作面板處理單元，水上信息傳輸模塊包括水上交換機(jī)和與其相連的水上光端機(jī)，水上交換機(jī)分別連接顯控單元、水上主控單元和操作面板處理單元；
[0025]水下控制系統(tǒng)包括水下信息傳輸模塊和水下控制模塊，水下信息傳輸模塊包括水下光端機(jī)和與其相連的水下交換機(jī)，水下光端機(jī)與水上光端機(jī)通過光纖相連，水下控制模塊包括分別連接在水下交換機(jī)上的水下主控單元、平臺控制單元、小車測量單元、小車控制單元、艙室環(huán)境監(jiān)測單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元，水下主控單元、平臺控制單元、小車測量單元、小車控制單元、艙室環(huán)境監(jiān)測單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元之間通過以太網(wǎng)相互通信；水上控制系統(tǒng)中的水上主控單元發(fā)出控制信號(電信號)，進(jìn)入水上交換機(jī)，之后傳入水上光端機(jī)中，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和合波后，在單模光纖中傳輸，經(jīng)水下光端機(jī)解波和光電轉(zhuǎn)換后，通過水下交換機(jī)傳入水下主控單元中，并由水下主控單元發(fā)送至平臺控制單元、小車測量單元、小車控制單元、艙室環(huán)境監(jiān)測單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元。
[0026]半實物仿真系統(tǒng)包括水上測試模塊和水下測試模塊，水上測試模塊用來模擬電纜絞車控制器、水上監(jiān)視系統(tǒng)和水上配電系統(tǒng)，電纜絞車控制器和水上主控單元連接，水上配電系統(tǒng)與操作面板處理單元連接；水下測試模塊用來模擬水下傳感器、水下監(jiān)視系統(tǒng)、水下配電系統(tǒng)、小車本體模型、平臺本體模型、閥門系統(tǒng)模型和液壓絞車模型；進(jìn)排水控制單元依次連接閥門系統(tǒng)模型和平臺本體模型，平臺本體模型通過水下傳感器將平臺本體信息反饋給進(jìn)排水控制單元；平臺控制單元依次連接絞車控制單元、液壓絞車模型和平臺本體模型，液壓絞車模型通過以太網(wǎng)將液壓絞車信息反饋給絞車控制單元，平臺本體模型通過水下傳感器將平臺本體信息反饋給平臺控制單元；小車控制單元依次連接絞車控制單元、液壓絞車模型和小車本體模型，液壓絞車模型通過以太網(wǎng)將液壓絞車信息反饋給絞車控制單元，小車本體模型通過水下傳感器和小車測量單元將小車本體信息反饋給小車控制單元。所述液壓絞車包括一臺牽引絞車、多臺張力絞車和多臺錨泊絞車，張力絞車和錨泊絞車由平臺控制單元和絞車控制單元配合控制，牽引絞車由小車控制單元、小車測量單元和絞車控制單元配合控制。
[0027]所述半實物仿真系統(tǒng)包括主控計算機(jī)、實時仿真機(jī)、控制接口服務(wù)器、仿真接口服務(wù)器、信號調(diào)理單元和信號轉(zhuǎn)接單元。主控計算機(jī)的輸入端連接控制接口服務(wù)器，其輸出端依次通過仿真接口服務(wù)器、實時仿真機(jī)、信號調(diào)理單元連接在信號轉(zhuǎn)接單元上，所述信號轉(zhuǎn)接單元的輸出端連接有控制器，控制器的輸出端連接在控制接口服務(wù)器上，水上控制模塊和水下控制模塊在控制器中運(yùn)行，水上測試模塊和水下測試模塊在實時仿真機(jī)中運(yùn)行。所述半實物仿真系統(tǒng)包含一臺調(diào)試柜，用來模擬水下配電系統(tǒng)接口。主控計算機(jī)用于平臺本體模型、小車本體模型、液壓絞車模型、閥門系統(tǒng)模型以及其他設(shè)備數(shù)學(xué)模型的設(shè)計、開發(fā)，并能夠生成實時代碼，加載到實時仿真機(jī)運(yùn)行，主控計算機(jī)同時能夠管理實時仿真機(jī)，可監(jiān)視所有模型運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)鍵信號，并支持在線修改參數(shù)；實時仿真機(jī)用于完成模型的實時解算，采用CPCI總線，軟件運(yùn)行環(huán)境為VxWorks實時操作系統(tǒng)；信號調(diào)理單元用于AI/A0、DI/DO、PWM、串口以及總線信號的調(diào)理；信號轉(zhuǎn)接單元提供仿真設(shè)備與實際設(shè)備的接口 ；調(diào)試柜用于供配電系統(tǒng)信號的顯示與采集。
[0028]水下平臺進(jìn)行半實物仿真試驗時，所有的控制器以及控制接口與真實工況完全一致，由此可以實現(xiàn)水下平臺工作環(huán)境的完全模擬，其工作步驟如下:
[0029]I)操作面板處理單元采集操作面板上的指令，并將其發(fā)送至水上主控單元，水上主控單元對控制指令進(jìn)行解析，并將其發(fā)送至水下主控單元；
[0030]2)水下主控單元對水上主控單元發(fā)送的控制指令進(jìn)行處理，并將其分發(fā)至平臺控制單元、小車控制單元、小車測量單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元；
[0031]3)平臺控制單元、小車控制單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元將控制指令發(fā)送至主控計算機(jī)，由主控計算機(jī)將控制信號和平臺本體模型、小車本體模型、液壓絞車模型、閥門系統(tǒng)模型以及其他設(shè)備數(shù)學(xué)模型加載至實時計算機(jī)運(yùn)行，之后，通過信號調(diào)理單元和信號轉(zhuǎn)接單元輸出對應(yīng)的平臺模擬狀態(tài)信息；
[0032]4)平臺控制單元、小車控制單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元采集并分析平臺本體模型、小車本體模型及液壓絞車模型的狀態(tài)信息，并據(jù)此生成新的控制指令，重復(fù)步驟3)；
[0033]5)同時，平臺控制單元、小車測量單元、小車控制單元、艙室環(huán)境監(jiān)測單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元將采集到的平臺、小車、液壓絞車、閥門系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)送至水下主控單元，由水下主控單元打包后發(fā)送至水上主控單元，最終在操作面板和顯控單元上進(jìn)行顯示；
[0034]6)重復(fù)步驟I)?5)，以實現(xiàn)對平臺本體模型、小車本體模型、閥門系統(tǒng)模型的連續(xù)控制。
[0035]半實物仿真系統(tǒng)的模擬范圍包括電纜絞車控制器、水上監(jiān)視系統(tǒng)、水上配電系統(tǒng)、水下傳感器、水下監(jiān)視系統(tǒng)、水下配電系統(tǒng)、平臺本體模型、小車本體模型、液壓絞車模型和閥門系統(tǒng)模型；按照功能，可分為平臺控制、小車控制、進(jìn)排水控制、配電控制、監(jiān)視系統(tǒng)控制以及電纜絞車控制，下面分別對以上功能的半實物仿真試驗原理及模擬方式進(jìn)行說明:
[0036]1.平臺控制
[0037]平臺控制由平臺控制單元和絞車控制單元配合完成，實際上是通過對張力絞車和錨泊絞車進(jìn)行控制，實現(xiàn)對平臺深度和姿態(tài)的控制，平臺控制的原理如下:
[0038]參照圖3，張力絞車和錨泊絞車的控制模式為雙閉環(huán)控制。外環(huán)由平臺控制單元進(jìn)行控制，內(nèi)環(huán)由絞車控制單元進(jìn)行控制。平臺控制單元對水下主控單元發(fā)送的平臺控制指令和模擬水下傳感器反饋的平臺深度、姿態(tài)信息進(jìn)行綜合分析后，將絞車控制指令發(fā)送至絞車控制單元，由絞車控制單元將張力/錨泊絞車控制指令加載至實時仿真機(jī)中的液壓絞車模型，開始進(jìn)行張力絞車和錨泊絞車的控制，液壓絞車模型會將實時的速度、張力、行程、閥芯開度信息反饋至絞車控制單元，使其完成內(nèi)閉環(huán)控制。同時，將絞車運(yùn)動的效果加載至平臺本體模型，由模擬水下傳感器輸出平臺本體的深度、姿態(tài)信息，作為外閉環(huán)的反饋信號。
[0039]2.小車控制
[0040]小車控制由小車控制單元、小車測量單元、和絞車控制單元配合完成，實際上是通過對牽引絞車進(jìn)行控制，實現(xiàn)對小車速度和行程的控制，小車控制的原理如下:
[0041]參照圖4，牽引絞車的控制模式同樣為雙閉環(huán)控制。外環(huán)由小車控制單元進(jìn)行控制，內(nèi)環(huán)由絞車控制單元進(jìn)行控制。小車控制單元對由水下主控單元發(fā)送的小車控制指令和模擬水下傳感器反饋的小車速度、行程信息進(jìn)行綜合分析后，將絞車控制指令發(fā)送至絞車控制單元，由絞車控制單元將牽引絞車控制指令加載至實時仿真機(jī)中的液壓絞車模型，開始進(jìn)行牽引絞車的控制，液壓絞車模型會將實時的速度、張力、行程、閥芯開度信息反饋至絞車控制單元，使其完成內(nèi)閉環(huán)控制。同時，將牽引絞車運(yùn)動的效果加載至小車本體模型，模擬水下傳感器輸出機(jī)械測速裝置脈沖和加速度信號，由小車測量單元解算為小車本體的速度和行程信息后，作為外閉環(huán)的反饋信號。
[0042]3.進(jìn)排水控制
[0043]進(jìn)排水控制主要由進(jìn)排水控制單元完成閉環(huán)控制，實際上是通過對閥門系統(tǒng)進(jìn)行控制，實現(xiàn)對平臺的進(jìn)排水操作，進(jìn)排水控制的原理如下:
[0044]參照圖2，閥門系統(tǒng)由進(jìn)排水控制單元進(jìn)行閉環(huán)控制，進(jìn)排水控制單元對水下主控單元發(fā)送的進(jìn)排水控制指令和模擬水下傳感器反饋的平臺深度、姿態(tài)信息進(jìn)行綜合分析后，將閥門控制指令加載至實時仿真機(jī)中的閥門系統(tǒng)模型，閥門系統(tǒng)開始模擬進(jìn)水，之后閥門系統(tǒng)的進(jìn)排水動作加載至平臺本體模型，由模擬水下傳感器輸出平臺深度、姿態(tài)信息，作為反饋信號。
[0045]4.配電控制:
[0046]配電系統(tǒng)包括水上配電系統(tǒng)和水下配電系統(tǒng)。水上配電系統(tǒng)由操作面板處理單元進(jìn)行控制，水下配電系統(tǒng)由進(jìn)排水控制單元進(jìn)行控制。模擬配電控制時，需通過一臺調(diào)試柜輔助完成，操作面板處理單元和進(jìn)排水控制單元對水上、水下配電系統(tǒng)所發(fā)出的控制指令通過主控計算機(jī)下載至實時仿真機(jī)中運(yùn)行，之后通過信號調(diào)理單元和信號轉(zhuǎn)接單元輸出，在調(diào)試柜上進(jìn)行顯示。反之，調(diào)試柜上的操作可以反饋至操作面板處理單元和進(jìn)排水控制單元，最終在顯控單元上進(jìn)行顯示。
[0047]5.監(jiān)視系統(tǒng)控制:
[0048]監(jiān)視系統(tǒng)包括水上監(jiān)視系統(tǒng)和水下監(jiān)視系統(tǒng)，水上監(jiān)視系統(tǒng)與水上主控單元進(jìn)行串口通信，水下監(jiān)視系統(tǒng)由小車測量單元通過DI/D0信號進(jìn)行控制。
[0049]6.電纜絞車控制:
[0050]電纜絞車控制實際上是水上主控單元通過串口采集電纜絞車控制器反饋的電纜絞車信息(包括纜長、速度等)，并發(fā)送至顯控單元，進(jìn)行顯示。
[0051]7.半實物仿真系統(tǒng)
[0052]水下平臺半實物仿真試驗的核心是半實物仿真系統(tǒng)，現(xiàn)對半實物仿真系統(tǒng)的工作原理做如下闡述:
[0053]參歸圖5，控制器發(fā)出的控制指令經(jīng)控制接口服務(wù)器發(fā)送至主控計算機(jī)，主控計算機(jī)完成平臺本體模型、小車本體模型、液壓絞車模型、閥門系統(tǒng)模型以及其他設(shè)備數(shù)學(xué)模型的設(shè)計、開發(fā)，生成實時代碼并通過仿真接口服務(wù)器加載到實時仿真計算機(jī)中運(yùn)行，同時可用仿真接口服務(wù)器監(jiān)視模型運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)鍵信號，并可在線修改參數(shù)。實時仿真機(jī)用來模擬圖5中虛線框內(nèi)所述內(nèi)容，包括:平臺本體模型、小車本體模型、閥門系統(tǒng)模型、液壓絞車模型、水下傳感器、水下監(jiān)視系統(tǒng)、水下配電系統(tǒng)、電纜絞車控制器、水上監(jiān)視系統(tǒng)和水上配電系統(tǒng)。最后，實時仿真機(jī)中的模擬參數(shù)通過信號調(diào)理單元和信號轉(zhuǎn)接單元反饋至控制器中，以輔助控制器完成閉環(huán)控制，特別的，配電系統(tǒng)控制試驗需要調(diào)試柜來輔助完成。
[0054]本實用新型通過半實物仿真系統(tǒng)對水下平臺工況進(jìn)行真實模擬，以驗證平臺控制系統(tǒng)的接口、控制算法和控制邏輯，降低研發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期；實時仿真機(jī)采用CPCI總線，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，采用VxWorkS操作系統(tǒng)，大大提高了仿真的實時性；主控計算機(jī)可以與實時仿真機(jī)進(jìn)行無縫連接，實現(xiàn)算法模型設(shè)計、自動代碼生成、代碼下載、圖形信號監(jiān)視、在線調(diào)參等功能，仿真界面真實清晰、可視化效果好，并且可以通過在線調(diào)參功能模擬平臺工作過程中的各種工況及干擾，實現(xiàn)對平臺工作環(huán)境的更真實模擬。
[0055]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，其特征在于:包括水上控制系統(tǒng)、水下控制系統(tǒng)和半實物仿真系統(tǒng)，所述半實物仿真系統(tǒng)分別連接水上控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)； 水上控制系統(tǒng)包括水上控制模塊及與其相連接的水上信息傳輸模塊，水上控制模塊包括顯控單元、水上主控單元和操作面板處理單元，水上信息傳輸模塊包括水上交換機(jī)和與其相連的水上光端機(jī)，水上交換機(jī)分別連接顯控單元、水上主控單元和操作面板處理單元; 水下控制系統(tǒng)包括水下信息傳輸模塊和水下控制模塊，水下信息傳輸模塊包括水下光端機(jī)和與其相連的水下交換機(jī)，水下光端機(jī)與水上光端機(jī)通過光纖相連，水下控制模塊包括分別連接在水下交換機(jī)上的水下主控單元、平臺控制單元、小車測量單元、小車控制單元、艙室環(huán)境監(jiān)測單元、進(jìn)排水控制單元和絞車控制單元； 半實物仿真系統(tǒng)包括水上測試模塊和水下測試模塊，水上測試模塊用來模擬電纜絞車控制器、水上監(jiān)視系統(tǒng)和水上配電系統(tǒng)，電纜絞車控制器和水上主控單元連接，水上配電系統(tǒng)與操作面板處理單元連接；水下測試模塊用來模擬水下傳感器、水下監(jiān)視系統(tǒng)、水下配電系統(tǒng)、小車本體模型、平臺本體模型、閥門系統(tǒng)模型和液壓絞車模型；進(jìn)排水控制單元依次連接閥門系統(tǒng)模型和平臺本體模型，平臺本體模型通過水下傳感器將平臺本體信息反饋給進(jìn)排水控制單元；平臺控制單元依次連接絞車控制單元、液壓絞車模型和平臺本體模型，液壓絞車模型通過以太網(wǎng)將液壓絞車信息反饋給絞車控制單元，平臺本體模型通過水下傳感器將平臺本體信息反饋給平臺控制單元；小車控制單元依次連接絞車控制單元、液壓絞車模型和小車本體模型，液壓絞車模型通過以太網(wǎng)將液壓絞車信息反饋給絞車控制單元，小車本體模型通過水下傳感器和小車測量單元將小車本體信息反饋給小車控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，其特征在于:所述半實物仿真系統(tǒng)包括主控計算機(jī)、實時仿真機(jī)、控制接口服務(wù)器、仿真接口服務(wù)器、信號調(diào)理單元和信號轉(zhuǎn)接單元；主控計算機(jī)的輸入端連接控制接口服務(wù)器，其輸出端依次通過仿真接口服務(wù)器、實時仿真機(jī)、信號調(diào)理單元連接在信號轉(zhuǎn)接單元上；所述信號轉(zhuǎn)接單元的輸出端連接有控制器，控制器的輸出端連接在控制接口服務(wù)器上，水上控制模塊和水下控制模塊在控制器中運(yùn)行，水上測試模塊和水下測試模塊在實時仿真機(jī)中運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，其特征在于:所述半實物仿真系統(tǒng)還包括調(diào)試柜，調(diào)試柜用于模擬水下配電系統(tǒng)接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下平臺控制的半實物仿真測試系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓絞車包括一臺牽引絞車、多臺張力絞車和多臺錨泊絞車，張力絞車和錨泊絞車由平臺控制單元和絞車控制單元配合控制，牽引絞車由小車控制單元、小車測量單元和絞車控制單元配合控制。
【文檔編號】G05B17/02GK204129455SQ201420533048
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】徐國華, 夏英凱, 趙春城, 季增勝, 何 澤, 徐晗 申請人:華中科技大學(xué)