海上分布式多通道地震勘探仪器实时控制系统设计及测试.pdf

该文件是一篇关于海上分布式多通道地震勘探仪器实时控制系统的设计及测试的学术论文，发表在《中国海上油气》2015年第27卷第1期上。从给出的内容中我们可以提取以下几点重要知识点。 1. 系统背景与需求：在海上进行的多通道地震勘探要求有实时控制系统的支持。实时控制系统对于保证地震数据采集的准确性和效率至关重要。系统设计的目标是保证控制命令的实时响应和执行能力，同时要求系统具有灵活性，能够适应复杂的海上工作环境。 2. 系统设计：为了满足这些需求，研究者设计了一种分布式、层次化、异构的树状结构实时控制系统。分布式的设计可以将控制任务分散到多个节点执行，提高系统整体的可靠性和容错性；层次化的结构有利于管理和控制，简化系统设计；异构的树状结构则意味着系统由不同类型的节点构成，这些节点共同协作完成任务。系统中，控制命令的执行由FPGA（现场可编程门阵列）硬件逻辑完成，这可以确保实时性，因为硬件逻辑执行速度快于软件处理。 3. 硬件逻辑状态机：为了保证系统的强实时性，研究者优化设计了硬件逻辑状态机，它能够在硬件层面上快速响应和处理控制命令，这对于地震勘探中对时间精度要求极高的环境是必要的。 4. 同步控制方法：为了保证海上多通道地震勘探仪器各个分布式执行器命令执行的一致性，文章中提出了同步控制方法和严格的时序关系。这种同步机制可以确保地震数据的正确同步采集，避免数据的错乱和时间偏差。 5. 软件系统的作用：尽管控制命令的具体执行依靠硬件逻辑，但控制命令的分发和协议控制则由软件系统完成。这增加了控制响应的灵活性，同时也利于系统后续的升级和维护。 6. 系统验证：研究者通过室内和海上二维以及三维地震采集试验，验证了实时控制系统设计的正确性以及方法的可行性。这说明该系统不仅在理论上是可行的，而且在实际应用中也表现出了良好的性能。 7. 技术贡献和应用前景：该文所提出的设计思路和方法对其他相关领域的实时控制系统设计具有参考价值，意味着这项研究能够被应用到更广泛的实时控制系统开发中。 8. 关键词分析：通过阅读关键词“分布式”、“多通道”、“海上地震勘探仪器”、“实时控制系统”、“同步控制”，可以进一步理解该文章的研究范围和专业深度。这些关键词反映了文章的主要研究内容和研究方向。 9. 中图分类号和文献标识码：这些分类提供了对文章专业属性的辅助理解。TP274.2 和 TE5132.14 分别为自动控制和地球物理学领域的分类代码，A 为该文献的标识码，表明其为学术论文。 整体而言，这篇论文展示了如何通过分布式系统设计来提高海上地震勘探数据采集的质量和效率，并给出了切实可行的系统实现方法。该系统的设计充分考虑了海上工作环境的复杂性和地震数据采集对时间精度的高要求，为实时控制系统的开发提供了有益的参考。