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自动控制穿越“神九”、“蛟龙”海天梦想

行业聚焦点中国仪表网2012年08月13日 11:16人气:7406

  导读: 航天技术、载人潜水器技术作为世界高科技的一个重要领域,代表着一个国家的技术水平和能力水平,是多种技术的综合与反映,如能源技术、材料技术、电子信息技术等等。而自动控制技术也在其中发挥着关键性的作用。

     “上九天揽月,下五洋捉鳖”,无数中国人的梦想在同一天得以梦圆。让我们倍感骄傲的是,中国自主自动控制技术的快速发展在这一天也得以印证!
  
  2012年的6月24日是中国人最值得骄傲自豪和庆贺喝彩的日子,这一天,在据地球340多公里的近地轨道,3名中国航天员圆满完成神舟九号与天宫一号的手控交会对接。在西太平洋马里亚纳海沟,中国“蛟龙”号载人潜水器成功冲击7000米,最大下潜深度达到7020米。中国航天员和潜航员同时在太空和海底取得的重大科技突破为中国人拓展了探索天地宇宙奥秘的疆域。
  
  航天技术、载人潜水器技术作为世界高科技的一个重要领域,代表着一个国家的技术水平和能力水平,是多种技术的综合与反映,如能源技术、材料技术、电子信息技术等等。而自动控制技术也在其中发挥着关键性的作用。
  
  自动控制技术深入应用于航天科技的各个领域,尤其是飞行器的制导、导航和控制技术是世界公认的难题,交会对接是建造、运营空间实验室、空间站的一项基本技术,也是月球取样返回和载人登月工程的基础技术之一,此次神舟九号载人飞船与天宫一号目标飞行器先后实现自动和手动交会对接,更是对于GNC系统的高度考验,要求CNC系统实现空间交会高精度的测量控制,两次交会对接的完美成功正是对飞船飞行控制的精确性、稳定性的最有力证明。
  
  而除了控制飞船飞行轨道和姿态的CNC系统,自动控制技术在神舟九号其它系统的应用也无所不在。承担神舟九号和天宫一号研制任务的中国空间技术研究院相关专家揭秘称,神舟九号由14个分系统组成。隶属于仪表与照明分系统的仪表控制器应用软件,发挥智能管理员的重要作用。飞船上14个分系统所有的参数内容都要通过数管分系统转发到飞船仪表上来显示,而要想将复杂的参数变成航天员可以掌握的直观数值,仪表控制器应用软件作为智能管理员直接发挥作用。
  
  当“神九”各个分系统开始运行的时候,所产生的数据会汇集到数管分系统,然后智能管理员对数据进行汇总,并转换为航天员可以直观识别和操作的内容,并在仪表上显示出来。这样,航天员通过飞船上的仪表就可以直观了解与飞船有关的所有参数,时刻掌握飞船各个部分的运行状态。
  
  当然,对于“蛟龙“号自动控制技术同样不可或缺。专家称控制系统如同“蛟龙”号的大脑与神经。“蛟龙”号的自动化系统由中国科学院沈阳自动化研究所负责研制,稳定的、贴近海底的自动巡航能力和精确的悬停定位能力是“蛟龙”号载人潜水器的一项国际领先技术。
  
  据介绍,控制系统主要包括航行控制系统、综合显示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,采集潜水器各种传感器信息,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。
  
  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器位置坐标、母船位置坐标、目标点位置坐标的显示、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数据分析功能,对系统中500多项数据进行全程完整的数据记录,并由专业的数据分析平台对这些数据进行分析。
  
  水面监控系统是监视母船与潜器位置及潜器主要自然信息的水面监控系统,可以为指挥员实时提供所需信息,从而对母船姿态与潜水器位置进行正确判断,进而指挥进行相应的操作。
  
  “上九天揽月,下五洋捉鳖”,无数中国人的梦想在同一天得以梦圆。让我们倍感骄傲的是,中国自主自动控制技术的快速发展在这一天也得以印证!
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