[发明专利]一种基于弱光栅的仿生温控神经网络系统及其工作方法

说明书

本发明涉及大规模温控领域，提供一种基于弱光栅的仿生温控神经网络系统及其工作方法，该系统包括基于弱光栅的测温神经网络、LED加热网络、嵌入式系统和供电系统；本发明中数万个甚至数十万个弱反射光纤光栅传感器和对应的LED，针对装备系统功能结构全面内外布局，共同组成定点测温‑控温系统，分布于每个需要保温的点位，从而实现大规模密集集群传感。同时本发明系统和工作方法能够避免普通温控系统使用多台工控机所造成的信号延迟、冲突、误差等问题，提高了控制精度和控制效率，实现了精确及时的大量保温部位协同控制，具有类似于条件反射的实时测温控温、巡检测温能力，可满足高寒高海拔地区装备系统的工况保障需要。

技术领域

本发明涉及大规模温控领域，更具体地，涉及一种基于弱光栅的仿生温控神经网络系统及其工作方法。

背景技术

在高寒/高海拔地区工作的装备，其涉及的机械系统、供电系统、自动测控系统、计算机系统等，常常因为严寒气候而无法正常工作。其原因包括，动力系统的燃油管路被冻堵/冻裂冻断；机械系统由于高寒导致运动副配合工差变化，暂时失去运动条件或冻结；供电系统由于高寒导致供电插接件断路，或者电池系统跑电；自动测控系统的传感器高寒低温失效，基准工作点漂移；计算机系统无法正常启动等等。

现行的装备系统隔寒/防冻/保温专项设计，本质上是一种被动式高寒/高海拔特种工况设计方案，即通过物理/化学/机械等隔寒防冻方案，为装备提供最低作业基础温度。被动式高寒/高海拔特种工况设计方案一般会导致两类严重问题，一是一旦脱离高寒/高海拔气候环境，装备将难以正常运行，这将导致装备使用效率降低；二是进行过高寒/高海拔特种工况设计的装备，体积/自重等加大，制造成本/运行成本/维护成本等提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，针对万点级作业节点的实时测温-控温需求，提供一种基于弱光栅的仿生温控神经网络系统及其工作方法，实现装备大规模密集集群保温控温，同时，变传统的被动保温为定点精确补温，主动地实时施加保温热量来维持装备系统所必须的最低作业温度。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。

一种基于弱光栅的仿生温控神经网络系统，包括基于弱光栅的测温神经网络、LED加热网络、嵌入式系统和供电系统；

在每个保温部位设置一个或多个控温节点，每个控温节点都包含一个弱反射光纤光栅传感器和一个LED；

数万乃至数十万个弱反射光纤光栅传感器形成基于弱光栅的测温神经网络，其作用在于精确获取各个控温节点的温度；

数万乃至数十万个LED形成LED加热网络，其作用在于精确控制各个控温节点的温度；

所述嵌入式系统与LED加热网络和基于弱光栅的测温神经网络相连接，通过预编码的方式来精确定位到每个弱反射光纤光栅传感器和LED，预编码的方法如下：每一个控温节点内均有一个弱反射光纤光栅传感器和一个LED，故只需对各个控温节点进行编码，嵌入式系统即可准确定位到各个弱反射光纤光栅传感器和LED；

所述供电系统与嵌入式系统、LED加热网络、基于弱光栅的测温神经网络连接供电。

在上述技术方案中，所述弱反射光纤光栅传感器选取反射率在1%以下的低反射率光纤光栅。

在上述技术方案中，该基于弱光栅的仿生温控神经网络系统还包括远程监控系统，所述远程监控系统与嵌入式系统通过无线连接，其作用在于远程监控温控神经网络系统的工作状态。

本发明还提供一种上述的基于弱光栅的仿生温控神经网络系统的工作方法，包括以下步骤：

（1）在每个保温部位铺设弱反射光纤光栅传感器和LED，构成测温-保温集成的控温节点，在装备系统下的每个保温子系统中安装一套嵌入式系统，与基于弱光栅的测温神经网络、LED加热网络相连，通过预编码的方式准确定位到每个控温节点；