Бровкин А.Г., Бурдыгов Б.Г., Гордийко С.В. Бортовые системы управления космическими аппаратами (2010) (1246599), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Для диагностики СЭС формируются признаки, покоторым осуществляется:– отключение определенных нагрузок и их восстановление приснятии признаков, формируемых по сигналам от СЭС,– приведение СУ в исходное (выключенное) состояние.Так, например, СУ для КА «Экспресс-МД1» принимает от СЭСтри длительных сигнала ограничения нагрузки «ОН», формируемыхтремя независимыми датчиками. При наличии не менее двух сигналов «ОН» система управления производит отключение нагрузок отСЭС за время не более 16 сек от момента их поступления. Функциональная схема взаимодействия СУ с СЭС приведена на рис.
9.3.Особым режимом взаимодействия СУ с СЭС является так называемый режим «тестирования», в котором осуществляется контрользапаса и восстановления емкости аккумулятора СЭС.В этом режиме по командам с НКУ производится принудительный разряд СЭС до формирования последнего сигнала «ОН», при этом207ОУРис. 9.3 Функциональная схема взаимодействия БСУ с СЭСОУОУ208БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИCИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СМЕЖНЫМИ СИСТЕМАМИСУ не реагирует на его появление. Режим проводится при оперативном контроле НКУ за температурой СЭС и прекращается в случае превышения определенного значения температуры.
В СУ введена защитаот ошибочной выдачи команд на тестирование батарей.9.4. Управление ориентацией солнечных батарейСистемы энергоснабжения, устанавливаемые на борту космических аппаратов, различаются между собой как количеством солнечныхбатарей (СБ), так и возможностями аппаратуры систем ориентациисолнечных батарей (СОСБ).В качестве примера рассмотрим принципы управления и контролясистемой ориентации одной СБ для КА «Электро-Л».Состав тракта управленияВ состав тракта, обеспечивающего управление ориентацией СБотносительно Солнца, входят (рис.
9.4):– алгоритмы управления СОСБ, реализованные в бортовой системе управления;– привод, на выходном валу которого жестко закреплены СБ,датчик угла (ДУГ) и датчик фиксированного положения (ДФП);– блок электроники (БЭ), имеющий два канала резервирования(один в холодном резерве) и обеспечивающий сопряжение СОСБ сбортовой системой управления.Информация об угловом положении СБ от датчика угла поступаетв БСУ через БЭ в виде периодов следования импульсов. Кроме того,информация об угловом положении СБ от датчика угла в виде шестиразрядного кода и от ДФП в виде четырехразрядного кода также поступает в БСУ через телеметрическую систему (ТМС).Управление СОСБ осуществляется при помощи команд переключения каналов резервирования, отключения, движения («Вперед»,«Назад», «Останов»), установки в фиксированные положения (0, 90,180, 270).
Ориентация СБ на Солнце осуществляется по информации, формируемой системой управления движением (СУД). Крометого, алгоритмы СУД формируют сигналы на запрет движения СБ.209СУД(БЦВС)АлгоритмыБСУОтказСОСБСОСБНенормаЦУАлгоритмы СОСББУК1 , БУ7СОСБПРИВОДБЦВСРис.
9.4 Структура тракта СОСБ КА «Электро-Л»4-разрядный код фиксированногоположения из ТМС0°0°°90°90°°согласующиесогласующиеэл- тыРегистр180°180°°270°270°°СОСБТМС4-разрядный кодфиксированногоуглового6-разрядный код углового положения вположения в ТМСТМСсогласующиесогласующиеэл- тыпреобразовательугол-периодследованияимпульсовРегистрДатчикДатчикуглауглаВалприводаБЛОКЭЛЕКТРОНИКИ(БЭ)6- разрядный код положения СБ из ТМСПериоды следованияимпульсов от датчика углана основном и резервномканалахКоманды управлениявключением- отключением(включение основногоканала, включениерезервного канала,отключение)Команды установки наосновном и резервномканалах (Уст.0°,Уст.90°,Уст.180°,Уст. 270°)Команды движения наосновном и резервномканалах (вперед, назад ,стоп)в НКУДатчик 2фиксированногоположения приводаПАНЕЛЬ СБCИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СМЕЖНЫМИ СИСТЕМАМИОрганизация управления системы ориентации солнечной батареиоснована на взаимодействии ряда алгоритмов, которые обеспечиваютвыполнение следующих функций:– формирование команд управления движением и установкойвыходного вала привода СОСБ в соответствии с задаваемым СУДуглом и информацией от датчика угла и датчика фиксированного положения;– формирование команд на переключение каналов резервирования СОСБ и отключение СОСБ;– первичную обработку информации от ДФП и датчика угла сцелью получения достоверной информации об угловом положении выходного вала привода СБ;– контроль состояния аппаратуры СОСБ по информации датчика угла и ДФП с учетом текущего режима управления и формирование соответствующих признаков текущего состояния;– выбор и переключение режима управления СОСБ при нештатных ситуациях на основе анализа текущего состояния;– выдачу команд на остановку выходного вала привода при переключении каналов резервирования, смены режимов управления, атакже в случае получения от СУД признака запрета на движение выходного вала привода;– формирование телеметрических массивов контрольной информации текущего состояния СОСБ для передачи в НКУ;– блокировку автоматического управления и формирование команд управления приводом в соответствии с командами, выдаваемымииз НКУ;– изменение рабочей конфигурации по командам из НКУ.Алгоритмы взаимодействия с СОСБ обеспечивают следующиережимы работы:– автоматический;– по командам управления, формируемым из НКУ.В режиме работы по командам управления, формируемым изНКУ, автоматический режим работы СОСБ блокируется.211212БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИАвтоматический режим работыВ автоматическом режиме работы алгоритм взаимодействия сСОСБ реализует различные режимы управления с использованием дляуправления различных команд и датчиков.
Предусматриваются следующие автоматические режимы управления на основном или резервном каналах блока электроники СОСБ:– режим управления при помощи команд управления движениемСБ («Вперед», «Назад», «Останов») по расчетному углу с коррекцией впоследовательном коде или в шести разрядном параллельном коде отдатчика угла, поступающего в БСУ из блока электроники СОСБ черезТМС;– режим управления при помощи команд управления движениемпо расчетному углу с коррекцией от четырех разрядного кода ДФП;– два режима управления при помощи команд установки с контролем положения по информации от четырех разрядного кода ДФП.При выполнении одного из режимов все остальные автоматическиблокируются, при этом все режимы работы начинают действоватьтолько после выдачи соответствующей команды на разрешение автоматической работы из НКУ.При наличии признака запрета движения выходного вала привода,формируемого СУД, во время работы в любом из автоматических режимов алгоритм СОСБ осуществляет остановку движения выходноговала привода и блокировку выдачи команд.
При снятии признака запрета движения выходного вала привода алгоритм управления СОСБобеспечивает разблокировку выдачи команд и продолжение работызаданного режима.Управление СОСБ во всех автоматических режимах осуществляется на основании расчета углового положения выходного вала привода СОСБ. Корректировка расчетного угла производится приизменении достоверных показаний датчика угла или датчика фиксированных положений в зависимости от режима управления. АлгоритмСОСБ определяет рассогласование между расчетным и заданнымуглом и осуществляет движение выходного вала привода по кратчайшему пути для его снятия [15].CИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СМЕЖНЫМИ СИСТЕМАМИВ автоматических режимах управления по командам движения алгоритм СОСБ при достижении рассогласования между заданным ирасчетным углом более порога срабатывания формирует команду надвижение выходного вала СОСБ, а при достижении порога отпускания– команду на остановку движения выходного вала СОСБ.
Значенияпорогов срабатывания и отпускания, характеристики расчетной угловой скорости СБ могут корректироваться из НКУ.В режимах управления с использованием команд установки алгоритм СОСБ обеспечивает управление приводом на основании заданного от СУД угла и расчетного угла с помощью команд установкив фиксированные положения. В первом варианте режима управленияс использованием команд установки команды выдаются в случае, еслиугловое рассогласование между расчетным и заданным углом большедопустимой величины 45, при этом алгоритм формирует командыустановки в новое фиксированное положение. Во втором варианте алгоритм управления СОСБ распознает фиксированное значение заданного угла (0, 90, 180, 270) и только после этого формирует командыустановки.Режим работы по командам управления, формируемым из НКУПри помощи команд, выдаваемых из НКУ, можно осуществлятькак принудительный выбор режима управления, так и разрешать алгоритму управления СОСБ самостоятельно выбирать режим управления в зависимости от состояния тракта.
Кроме того, из НКУ можнопроизводить настройку глубины и принципов контроля вплоть до полной блокировки, осуществлять переключение каналов резервирования, выдавать команды движения и установки, корректироватьзначение расчетного угла.Данный режим работы используется при отказах датчиков углового положения СБ. Оператор НКУ по данным энергоприхода определяет положение СБ относительно Солнца и выдает команды дляминимизации угла рассогласования нормали к рабочей поверхностиСБ относительно направления на Солнце. После этого с учетом параметров орбиты КА в БСУ рассчитываются и закладываются на борткоманды движения или установки многократного исполнения,213214БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИформируемые в заранее рассчитанные моменты времени для ориентации СБ относительно Солнца.Организация контроляВ автоматическом режиме управления обеспечиваются следующие виды контроля:– по наличию достоверной информации от датчика угла;– по характеру изменения шести разрядного кода положения отдатчика угла или от ДФП;– по наличию изменения достоверного значения от датчика углаво время движения привода за допустимое время [16];– по отсутствию изменения показаний ДУГ после выдачи команды «Останов» [17];– по направлению движения привода;– по факту установки выходного вала привода в заданное фиксированное положение за фиксированное время.Кроме того, алгоритм СОСБ обеспечивает:– формирование массива для передачи в цифровую телеметрическую информацию (ЦТМИ) признаков состояния СОСБ;– сохранение необходимой информации для продолжения работы СОСБ в случае прерывания режима из-за переключения с каналана канал, перехода работы с одного режима управления на другой, выполнения запрета на движение выходного вала привода и т.п.При невыполнении критериев работоспособности СОСБ алгоритм формирует соответствующие признаки отказов и команды дляперехода на другой работоспособный канал во всех разрешенных режимах управления, а в случае исчерпания резерва формируется команда на отключение СОСБ.Дальнейшее взаимодействие с СОСБ определяется логикой работы программного обеспечения БСУ в нештатных ситуациях.Рассмотренный алгоритм управления и контроля используетсятакже для управления системой ориентации КА «Спектр-Р», предполагается его использование в КА «Спектр-УФ», «Спектр-РГ», «Электро-2Л».CИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СМЕЖНЫМИ СИСТЕМАМИВзаимодействие с приводами раскрытия СБСредства раскрытия СБ включают в себя:– пиросредства для удержания СБ в транспортном положении;– приводы раскрытия панелей СБ.Раскрытие панелей СБ происходит при включении привода(подаче напряжения питания) после расчековки солнечных батарей иосуществляется по циклограмме, определяемой типом используемогопривода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
