[发明专利]一种用于自持式剖面浮标的半实物仿真系统及方法

权利要求书

1.一种用于自持式剖面浮标的半实物仿真系统，其特征在于，该系统包括：

浮标液压系统，其油量变化引起浮力变化，以模拟浮标下潜与上浮；

浮标主控系统，用于控制所述浮标进行剖面运动；

压力调节系统，用于为所述浮标液压系统提供变化的压力，引起油量变化；

仿真控制系统，用于进行仿真实验状态控制和数据处理；

控制器1，用于在所述仿真控制系统和所述压力调节系统之间传输压力调节协议数据；

所述浮标主控系统接收所述浮标液压系统和仿真控制系统传输的数据。

2.如权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述仿真控制系统包括模型计算模块、压力跟踪模块、传感器数据模块、状态监测模块、数据存储模块；所述模型计算模块，用于计算自持式剖面浮标动力学模型，并向所述压力跟踪模块和传感器数据模块输出相关数据信息；所述数据存储模块，用于记录模型参数、海洋环境参数、运行参数等，并向所述模型计算模块传输该数据信息；所述压力跟踪模块，通过控制器1实现对所述压力调节系统的压力反馈与调节；所述传感器数据模块，用于向所述浮标主控系统提供标准CTD传感器数据协议；所述状态监测模块，用于接收浮标主控系统反馈的浮标状态和油量数据，监测浮标运行状态和油量数据，并向所述模型计算模块传输数据。

3.如权利要求2所述的仿真系统，其特征在于，所述浮标主控系统将浮标运行状态反馈至所述状态监测模块，所述状态监测模块自动判断浮标运行状态，使所述仿真控制系统自行切换运行阶段，进行连续剖面测试，实现仿真试验的无人值守；所述浮标运行状态包括剖面运动启动、下潜完成与上浮完成；所述运行阶段包括下潜阶段、上浮阶段与通信阶段。

4.如权利要求2所述的仿真系统，其特征在于，所述半实物仿真系统还包括控制器2，用于传输开关量控制协议数据；所述仿真控制系统包括开关量监控模块；所述开关量监控模块和控制器2之间传输状态协议和控制协议；所述开关量监控模块向所述模型计算模块传输相关数据。

5.如权利要求2所述的仿真系统，其特征在于，通过多任务方式，使所述模型计算模块、数据存储模块、开关量监控模块、传感器数据模块、状态监测模块独立运行 ；仿真控制系统实时与控制器1、控制器2、浮标主控系统进行数据通信。

6.如权利要求2所述的仿真系统，其特征在于，所述压力跟踪模块通过PID算法控制实现所述压力调节系统的实时压力跟踪。

7.如权利要求2所述的仿真系统，其特征在于，通过传感器数据模块，将所述模型计算模块计算得到的深度与该深度对应的海水温度、海水盐度、海水电导率共同形成标准CTD传感器数据协议，实现所述浮标主控系统采集真实CTD传感器数据。

8.如权利要求1或2所述的仿真系统的仿真方法，其特征在于，该方法为：

浮标主控系统将浮标运行状态反馈至所述状态监测模块，当浮标运行状态为剖面运动启动，仿真控制系统进入下潜阶段，压力调节系统液压油进入浮标液压系统，完成下潜；当浮标运行状态为下潜完成，仿真控制系统进入上浮阶段，浮标液压系统液压油进入压力调节系统，完成上浮；当浮标运行状态为上浮完成，仿真控制系统进入通信阶段；状态监测模块自动判断浮标运行状态，使仿真控制系统自行切换运行阶段，进行连续剖面测试，实现仿真试验的无人值守。