一种载人潜水器模拟系统

专利主权项内容

1.一种载人潜水器模拟系统，其特征在于，包括通过以太网交换机互联的载人潜水器仿真本体、视景仿真系统以及数据仿真平台；所述载人潜水器仿真本体用以模拟蛟龙号载人潜水器的真实结构，包括仿真外壳、载人舱、舱内控制系统以及分别与舱内控制系统相连的作业系统、观通模拟系统、水声通信模拟系统和生命支持模拟系统，且在载人舱前部设置有观察窗；所述作业系统包括采样篮、机械手、模拟推进器、模拟抛载机构以及液压源；观通模拟系统包括摄像照明设备和舱内视频监控系统；水声通信模拟系统包括舱内水声通信计算机、模拟水声电话、话筒及音箱；生命支持模拟系统包括舱内供氧系统模型、备用供氧系统模型、二氧化碳滤除罐模型、舱内环境监测面板模型、生命支持显控面板模型以及应急呼吸面罩模型；所述舱内控制系统包括航行控制模拟模块和综合显控模拟模块，且所述航行控制模拟模块、综合显控模拟模块通过以太网与水声通信模拟系统、视景仿真系统和数字仿真平台相连；所述视景仿真系统以蛟龙号载人潜水器下潜所拍摄的海底真实影像为基础，通过计算机建模构建海底仿真视景环境，并通过舱内控制系统的运动指令实现海底视景的移动与变换；所述视景仿真系统包括设置在观察窗前方的环形投影柱幕、高性能计算机工作站及图形加速卡、投影机组以及用以实时显示设定训练区域视景的电子海图模块；电子海图模块生成并显示模拟载人潜水器仿真本体所在海底区域坐标定位数据并根据定位数据产生模拟温度、盐度、深度、高度、对底速度数据发送给舱内控制系统，高性能计算机工作站调用电子海图模块视景信息，并经过图形加速卡运算后由投影机组投影到环形投影柱幕进行显示；所述数据仿真平台用以产生蛟龙号载人潜水器上传感器所获取的传感检测数据，为载人潜水器仿真本体舱内控制系统提供一个仿真的数字环境；所述数据仿真平台包括与舱内控制系统相连的推进器系统数据模拟模块、液压系统数据模拟模块、压载与纵倾调节模拟模块和电池系统数据模拟模块；舱内控制系统接收电子海图模块发送的载人潜水器定位数据并根据定位数据产生模拟温度、盐度、深度、高度、对底速度数据；所述数据仿真平台还包括载人潜水器故障数据库，所述故障数据库包含的故障信息包括：故障发生时间、故障发生的变量条件、故障涉及变量列表、所涉及变量的时间-数值变化以及故障消除条件；所述数据仿真平台与舱内控制系统实现数据交互，交互内容包括：载人潜水器大地坐标位置、载人潜水器姿态与运动速度、载人潜水器可调压载系统数据、潜水器深度、高度、CTD数据、舱内生命支持系统数据、避碰声纳数据、潜水器蓄电池电流电压能耗、母船位置、母船运动速度、潜水器相对母船位置数据；所述推进器系统数据模拟模块用以接收载人舱内操作系统的航行操作手柄控制量并据此产生模拟推进器电流与反馈数据，同时根据载人潜水器动力学模型计算载人潜水器模拟速度与加速度数据；所述液压系统数据模拟模块用以产生载人潜水器仿真本体的模拟液压系统压力、电流和油箱温度数据；所述压载与纵倾调节模拟模块用以产生载人潜水器仿真本体的模拟压载抛载指令与前后水银液位纵倾调节传感数据；所述电池系统数据模拟模块用以模拟潜水器系统的主蓄电池、副蓄电池、备用蓄电池的电压与电流数据。