Соловьев В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.Е. Управление космическими полетами. Часть 2 (2010) (1246993), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Перечень основных ИД, необходимых для формирования КПИ ддя РС МКС, приведен в табл. 17.2. Глава 17, Командно-программноеуаравление Решение задач КПУ РС МКС потребовало разработки ной номенклатуры специального математического обеспе Л'з" В первую очередь это относится к формированию КПИ для ~~~. При разработке СМО формирования КПИ учитывались со технические характеристики БКАУ и РТС упраатеиия и сщ МКС.
Бортовой комплекс автоматического управления РС хй( построен иа основе единой БВС, имеющей общий интер~ е НКУ. Управление бортовыми системами осуществляется с шью цифровых массивов управляющей информации. Массивы „ тут содержать команды как прямого исполнения, так и отлож~„ го управления.
Последние относят к следующим бортовьщ в граммным комплексам: ° программно-временное управление (ПВУ): ° суточная программа полета (СПП); ° бортовая программа полета (БПП); ° расписание сеансов связи (РСС); ° расписание блока системной мультиплексной магисграяя (БСММ); ° расписание блока сервера полезных нагрузок (БСПН). Как следует из приведенного списка, управление бортовывя системами требует использования большого числа разнороднвх бортовых программных комплексов отложенного управлевщ. Широкая номенклатура типов управляющей информации дезмт проблематичным обеспечение надежности управления полетом бгз специальных средств обеспечения надежности КПУ.
К такая средствам относят специализированные проблемно-ориентировав' ные языки описания КПИ и математическое моделирование раа ты БКАУ на всех этапах формирования КПИ. Коротко опишем назначение основных программных комплекса" управления РС МКС. Они разделены на следующие три группы. вв~г 1. Программные комплексы нижнего уровня, обеспечиваювв' нче управление бортовыми системами заданием признаков, физия ство ских и логических данных. К нижнему уровню управления отя сится комплекс ПВУ. 2.
Программные комплексы верхнего уровня, выполняю управление бортовыми системами на уровне режимов и фуикл~ систем, а также иа уровне режимов станции. К верхнему УРо управления относят программные комплексы СПП, РСС н Б Суточная программа полета обеспечивает управление режим функциями бортовых систем, РСС вЂ” режимами и функция"" 252 17 б.
Особенности организации КПУ РС МКС . ических систем„через которые осуществляется связь межехнич Зи" .у и БКАУ. БоРтовой план полета необходим дла УпРавлениЯ Л-" и станции («Стыковка / Расстыковка», «Коррекция орбикнчами и». ( ~,дозаправка»). П ~граммные компчексы управления полезными нагрузками е бортовой информационно-управляющей системы 1ИУС).
в Фгу ИУС входит компьютер, управляющий полезными нагрузками,— бяок се ервера полезных нагрузок (БСПН). Применение специализированных проблемно-ориентирован- „языков описания КПИ с унифицированным набором директив я идартизированным редактором исходного текста с встроенмн средствами синтаксического и семантического контроля жачительно повысило надежность формирования оперативных „сходных данных КПИ при постоянной нагрузке на персонал )правления.
Для каждого бортового программного комплекса был создан язык описания исходных данных. Семантика каждого языка Разрабатывалась методистами ГКПУ на основе технических опи- саний бортовых программных комплексов и методик формирова- ния цифровой управляющей информации. Применение специализированных проблемно-ориентирован- ных языков способствовало стабильной, надежной и безошибоч- ной Работе по формированию КПИ в условиях значительного рос- 1а ее объема, подготавливаемого дежурной сменой ГОГУ и передаваемого в БКУ. Еще одним отличием системы КПУ РС МКС от станции к)Ыир» стало широкое внедрение форматов данных, рекомендо- ванных Международным комитетом по стандартам данных косми- чес ССБРБ еских систем (Сопки!1а11те Сопшппее 1ог Брасе рага Буяешз— БРБ) В частности, структура МЦИ соответствует рекомендаССьря ССБРБ по составу и структуре телекоманд (в терминологии Такие т Б) передаваемых на борт КА во время сеансов управления.
телекоманды называют пакетами ССБрБ. Каждый пакет СБрБ, сум, содержит МцИ, стандартный заголовок и контрольную яе бл 17 3 приведено число СС по выдаче команд и распре- В таб, ие объема КПИ, выданной в БКу РС МКС с 12.07.2000 г. до сре 05 г. При расчете количества слов КПИ считалось, что нца 200 Ь)КС аполнение каждого пакета ССБПБ (длина пакета для РС днее за от 24 24 до 64 слов) составляло 90;4.
253 Глава 17. Командно-нрогра имное управление Табло«а 17 Распределение объемов КПИ РС МКС по гадам Для сравнения в табл. 17.4 показан объем КПИ, выдававшейся в БКУ комплекса «Мир» с 1989 по 1998 г. Таблица 174 Распределение объемов КПИ ОС «Мир» па годам Как видно из табл. 17.3 и 17.4, объем КПИ, формируемой и пе. редаваемой из ЦУП в БКАУ РС МКС, вырос почти в два раза по сравнению с орбитальным комплексом «Мир». Такой рост обьяс няется в первую очередь тем, что на РС МКС все бортовые свете мы управляются через БВС в отличие от станции «Мир», где цпф роной была только СУД, а функционирование остальных свете" регулировалось только на уровне дискретных команд от УИВ" При этом номенклатура типов КПИ возросла в три раза.
Сравнение общего количества ошибок, совершаемых персоналом Гл~а™ дТу с аналогичным показателем для группы автоматизированного пла пирования комплекса «Мир» говорит о более высоком уровне ,бак дежности формирования КПИ. Так, общее количество опп'" персонала ГКПУ, повлиявших на содержание и приведших к ФеР мированию недостоверной КПИ, переданной в БКАУ, состав"я 2-4 в год (для комплекса «Мир» было 2-30 в год).
Важнейшим отличием системы реализации ПСС РС МК применявшейся при управлении полетом комплекса «Мир» обмен КПИ в реальном масштабе времени. Массивы КПИ псе ' 254 !.т 8 Особенности организации КПЪ'РС МХС „в память КИП не за 40 мин до начала СС, как зто было при „,тся азении полетом ОС «Мир», а непосредственно в БКАУ РС . КС ПУП во время СС. Создана схема прямого обмена данными яе р~ серверол~ в ЦУП и бортовым компьютером РС МКС. Передача КПИ из ЦУП в БКАУ происходит по принципу систем мы массового обслуживания. Олин командный сервер, связан- „и с БКАУ через радиолинию, образованную НРТК «Уран-Ц» ~в ЦУП), НРТК «Квант-П» (на КИП), РСУС «Регул-ОС» (на борту РС МКС).
работает с несколькими командными процессорами КП) Каждый КП обеспечивает интерфейс между оператором и омандным сервером, представляющим собой рабочую станцию, с помощью которой оператор осуществляет выдачу команд в КРЛ. Командный сервер обслуживают одновременно два КП РС МКС в Российском ЦУП-М и один КП в американском ЦУП-Х, обеспечивающий резервное управление американским сегментом (АС) ЧКС через российские КИП и РС станции.
Вместо КП в ЦУП-Х может быть подключен расположенный в пол~ещении американской региональной группы управления АС МКС на территории ЦУП-М. Выдача команд может производиться как в ручном, так и в автоматическом режиме. Автоматическая выдача команд выполняется в соответствии с ПСС, записанной в буфер КП. Программа сеанса связи содержит циклограмму выдачи команд, условия, указания на изменение состояния НРТК «ураи-ц» и представляет собой тогико-временную циклограмму обмена информацией между КП и БКАУ РС МКС.
Новым свойством системы командного управления является возможность выдачи в БКАу не запланированных заранее команд, т. е. команд реального времени. Причем она пронсхо сход"т одновременно с выполнением ПСС. Выдача команд реного времени используется для срочного парирования НС либо по зап запросу специалистов аналитиков в области состояния бортовых систем. Раз а „азработанная для управления полетом РС МКС система КПУ "ы поле~ астояшее время полностью обеспечивает выполнение програмолета, что подтверждает правильность решений, заложенных при ее создании Глава 18 МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАКЦИЙ БОРТОВОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ НА УПРАВЛЯЮЩИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ СО СТОРОНЫ НАЗЕМНОГО КОМПЛЕКСА 18.1.
РОЛЬ И МЕСТО МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ КОМАНДНО-ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Перед вводом командно-программной управляющей инфоривции на борт ОС необходимо убедиться в ее корректности, т. е, з том, что она окажет на бортовые системы запланированное воздействие. С этой целью в ЦУП должна выполняться ее проверка аа модели бортовых программно-аппаратных средств ОС. Задачи математического моделирования, возникающие в про цессе КПУ, целесообразно разделить на группы в соответствия с этапами технологического процесса управления, на котором оя" должны решаться. На рис.
18.! в качестве примера изображена схема технолоп ческого цикла процесса формирования МЦИ для ПВУ ОС «МнР"' ъ,п18 Из нее следует, что технологический цикл формирования целесообразно разделить на два последовательно выполияе""" этапа. На первом осуществляется ввод ИД, синтаксический и семян тический контроль их корректности. При необходимости вЫП поа .мни няется коррекция и проводится повторный запуск про~на"" формирования МЦИ.
На этом этапе проводится моделиро работы алгоритмов ПВУ на борту ОС, отнесенное к первой гРУ задач. 25б ,, роли и.иесто матеиатического иоде1ироваиия в процессе КПУ 7е ~' ЦИ ,' Рис. 18 ' 18 1. Схема технологического цикла формирования МЦИ для ПВУ СУД станции «Мир» ультаты моделирования работы ПВу предоставляются опеРез о » в виде следующих таблиц данных: во Р~~пределения ресурсов бортового буфера хранения масси~писания циклограмм ПВУ; РаспРелеления списка циклограмм. 257 Глава 18. Моделирование реакиий БКУна УВ НА Данные таблиц используются для оценки реализуемости работанных СП и КПИ. Если в процессе моделирования выясш ся, что на момент ввода МЦИ, содержащих СП, в памяти Бцй нет свободных циклограмм или места для ввода самой СП, оп тор может изменить время ее перадачи на борт или разбить на ти, каждая из которых будет вводиться в ОЗУ БЦВК по мере о бождения от циклограмм, исполненных ранее.
В случае нехватки бортовых ресурсов БЦВК (номенклату „ циклограмм, свободной памяти в буфере пиктограмм), выл~к~ ной при моделировании, проводится повторное формировал МЦИ с изменением ИД. Решение этой группы задач обеспечивается математической моделью, представляющей собой набор числовых характериспж каталога и буфера циклограмм: число ячеек памяти, отведппшх для циклограмм; максимальный объем циклограмм, хранимых ва борту; планируемое время завершения работы циклограмм, находящихся в буфере. На втором этапе проверяются результаты кодирования цикяограмм СП на соответствие ДПП. Для решения данной задачи яспользуют СПО, представляющее собой логическую модель бортового комплекса ПВУ вЂ” интерпретатор ПВУ.
Оператор выполняю моделирование исполнения циклограмм ПВУ в БЦВК с помошыо интерпретатора ПВУ перед вводом МЦИ в ОЗУ БЦВК. При этом для имитации работы бортовых систем, не моделируемых интерпретатором, используется редактор модели ОЗУ БЦВК, позволяющий оператору произвольно изменять содержимое ячеек моде ли. По окончании процесса моделирования оператор сверяет полу ченный протокол интерпретации с ДПП ОС. В случае обнаружения расхождений между ДПП и протокола" интерпретации оператор выполняет их анализ и поиск причин воз никновения. Эти причины могут быть вызваны некорректным за двинем ИД либо некорректно сформированными МЦИ. После устранения ошибок в МЦИ или ИД проводитсл "о" трольное моделирование, при положительных результатах разр ботка МЦИ завершается и они допускаются к вводу в ОЗУ БЦВ ' К первой группе задач моделирования, решаемых непосред лепно на этапе разработки цифровой КПИ, относят: — автоматическое назначение номеров циклограмм ПВУ; — оптимизацию использования ресурсов буфера, содержезя У циклограммы ПВУ, с целью заполнения всех свободных зои О выделенных для хранения циклограмм; 258 е 1 ро.ь и место математического.чоделировапия в процессе КЛУ автоматичесшй контроль распределения номеров циклом из списка.
состояния памяти буфера хранения массивов ения пиклограмм в ОЗУ БЦВК для исключения возможности и новых цнклограмм поверх старых (неисполненных или шихся в буфере продолжительное время для повторного ис„ зоваиия). т. е. исключения несанкционированного стирания вол ,ало~рамы; автоматический выбор возможных временнйх зон для безо„асного ввода МЦИ с циклограммами ПВУ в ОЗУ БЦВК, выбор ионного и резервных сеансов связи для ввода; обеспечение оператору возможности управления хранением дикло~рачгм в буфере (удаление циклограмм с освобождением ресурсов буфера, многократное использование циклограмм, храняяшхся в ОЗУ); — предоставление оператору информации о состоянии буфера кюглограмм ПВУ на момент ввода сформированных МЦИ в ОЗУ. Ко второй группе задач, решаемых по окончании разработки цифровой КПИ, относят: — обеспечение безопасности ПВУ (проверка корректности формирования управляющей цифровой информации); — обеспечение выполнения запланированной программы полета (проверка соответствия управляющей цифровой информации запланированной операции или процедуре); — предоставление оператору информации о времени наступления событий, запланированных в относительном времени или при~язанных к логическим условиям.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
