Соловьев В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.Е. Управление космическими полетами. Часть 2 (2010) (1246993), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Необходимость создания борто;, автоматической навигационной системы для КА, совершаю- полеты по межпланетным трассам, очевидна, так как в этих стах возможны НС. в которых БКАУ может оказаться единстииым дееспособным звеном системы управления. Очевидно, эта „стена будет базироваться на измерениях углов между направле„„ями на разные небесные тела [49). Целесообразно рассмотреть возможность создания радионавигационной системы в масштабах околосолнечного пространства. При работе БКАУ в составе субконтура 1 (экипаж и БКАУ) он должен использоваться экипажем как средство, в котором инсталлирована система автоматизированного планирования полета.
Если же БКАУ останется единственным управляющим звеном, он должен планировать полет самостоятельно. Задача определения полного состава операций, подлежащих выполнению в планируемый период полета КА, и привязки их ко времени, как это показано в гл. б, является достаточно сложной, и дпя ее решения автоматическим путем понадобится разработка ПО, соответствующего искусственному интеллекту достаточно высокого уровня. Однако даже в том виде, в каком он функциониРует в настоящее время на МКС, БКАУ можно было бы использовать для разработки упрощенного плана полета, обеспечивающего подлержание работоспособности КА и возвращение его экипажа на Землю.
Упрошенный план полета КА, разрабатываемый БКАУ автоматически, должен включать следующие составляющие: а) баллистическую схему, определяющую номинальную траекторию полета, допустимые пределы отклонения фактической траектории и параметры каждого маневра (например, его аид и соответ етствующая типовая операция, ориентация КА при работе ДУ, а Рема начала, критерии окончания). Для межпланетного корабля с малой тяги в ряде случаев маневр может заключаться в изменен еиии направления вектора тяги; иий ) план автоматического выполнения навигационных измереКроме периодических измерений, частота следования кототельн ~х устанавливается заранее, должны планироваться их дополниьные сеансы по завершении маневров, а также в процессе его 333 Глава 20.
Управление полетами па перспективным праграммаи проведения, если он имеет большую длительность, например прв использовании ДУ с малой тягой; в) план автоматического выполнения технического обслужила. ния (ТО) бортовых систем КА, определяющий время реализация каждой операции ТО. Оценивая возможности автоматического выполнения ТО систем КА, можно отметить, что будет труд|и1 обеспечить его равнозначность ручному обслуживанию, поскольку ряд операций вряд ли может быть выполнен автоматически (на пример, замена кабелей и некоторых блоков бортовых систем, ре.
монт приборов, оборудования или элементов конструкции). Одна ко решать проблему придется, поскольку от этого будет во многом зависеть эффективность эксплуатации космических станций н планетных баз, а также надежность и безопасность полета межпланетных кораблей; г) план выполнения попыток восстановления связи с НКУ. Этот план формируется БКАУ с учетом заранее разработанного алгоритма определения времени проведения сеансов связи, предназначенных для этой цели. Таким же алгоритмом руководствуегся и НКУ при определении времени прослушивания эфира. Планирование операций такого рода должно проводиться в соответствии с данными о необходимой периодичности повторения, хранящимися в памяти БКАУ наряду с алгоритмами реализации этих операций.
Кроме того, выполнение некоторых из них может включаться в план не жестко по времени, а по результатам оценка фактического состояния корабля. Перед выполнением ответственных полетных операций БКАУ должен планировать соответствующие тесты бортовых систем для проверки их работоспособности. По результатам теста БКАУ выбирает конфигурацию систем, обеспечивающую надежное выполнение операции.
Тесты систем представляют собой типовые операции, правила планирования и алгоритмы реализации которых, а также критерии оценки результатов их выполнения хранятся в БД БКАУ. Все исходные данные для планирования полета БКАУ должен получать от бортовых систем корабля и из БД, входящей в состав ПО, а также в результате собственных расчетов. План полета, разрабатываемый БКАУ, представляет собои упорядоченный по времени список идентификаторов типовых по летных операций (ТПО), обеспечивающих его выполнение.
Воз 334 20.3. Развитие оаврвиенныл..иетодов и технологии управченин мо;кна следующая методика автоматической разработки плана. дзя составляющей план~ определяющей баллистическую схему полета, значения времени выполнения каждой связанной с ней ТПО устанавливаются расчетом. Для составляющих, связанных с планированием периодически повторяющихся операций, каждому идентификатору ставится в соответствие ближайшее значение времени начала выполнения операции, вычисляемое как сумма значений времени начала предыдущей реализации и периодичности повторения ЛТ.
При реачизации разработанного БКАУ пзана в момент, когда назначенное время Тв„начала очередной (/-й) реализации 1-й ТПО совпадет с текущим временем полета, эта операция начинает отрабатываться БКАУ путем последовательной выдачи УВ на бортовые системы ПКА в соответствии с хранящимися алгоритмами. В этот момент значение Твв заменяется на вычисленное время Тон, н следующей реализации.
Сформированный БКАУ план полета преобразуется к виду, удобному для восприятия космонавтами, и воспроизводится на экранах терминалов БКАУ для обозрения на случай, если экипаж не полностью утратил работоспособность и может выполнять определенные ручные операции. На этот случай БКАУ включает в разрабатываемый план полета и предлагает содержащиеся в БД рекомендации по действиям, которые не могут быть совершены автоматически„а желательно их выполнение космонавтами. В процессе проведения ТПО БКАУ также воспроизводит на своих терминалах информацию о ее протекании. При этом экипажу должны выдаваться сообщения о командах„поступающих от БКАУ на бортовые системы, исполнении этих команд и режимах Работы бортовых систем.
Возможности БКАУ перспективных ПКА, необходимые для выполнения функций оценки полета, распознавания НС и принятия решений по управлению, должны быть расширены за счет ис"ользования системы искусственного интеллекта, адаптированной к задачам конкретного ПКА и прошедшей до начала полета соответствующий цикл обучения [23, 77, 80].
Применение систем искусственного интеллекта позволит БКАУ находить и реализовывать эффективные решения и в случае возникновения не рассмотРенных заранее НС ~55, 56~. 335 Глава 20. Управление полепнхчи по перспективным програччач Программно-технические средства БКАУ помимо средств и ППО поддержки экипажа, указанных выше, должны включать: — ППО распознавания НС в системе управления полетом и пе ревода КА в режим автономного функционирования; — ППО автоматического планирования полета, включая БД: — ППО управления процессом автоматических навигационных измерений; — ППО автоматической реализации плана полета; — ППО контроля полета и распознавания рассмотренных НС; — ППО выработки и реализации решений в нерассмотренных НС; — систему искусственного интеллекта с функциями, описанны.
ми ранее; — развитую математическую модель КА как объекта управления, способную обеспечить моделирование полетных операций и полета в целом. 2. Развитие методов и средств управления полетом наземным комплексом управления. Целью дальнейшего совершенствования управления полетом со стороны НКУ является повышение надежности, быстродействия и эргономических качеств посредством расширения автоматизации и разработки прогрессивных методов и средств его работы. Повышение эффективности работы персонала ГОГУ требует дальнейшего развития методологии компонентов процесса управления полетом и совершенствования его информационного обеспечения. Определению подходов к решению первой из указанных задач посвящен ряд работ ~44, 58, 85, 941 Одним из способов решения второй задачи может служить создание на базе программно-технических средств ЦУП специальной информационной системы, обеспечивающей быстрое и всестороннее восприятие специалистами ГОГУ информации, необходимой для выполнения своих функций и полного понимания хода полета.
Эта система также позволила бы САПП получать оперативные данные, необходимые для формирования плана полета. Она должна быть способна собирать, генерировать и отображать для персонала управления следующую информацию: — план полета КА и ход его выполнения; — состояние системы управления полетом; 336 2Ц 3 Развитие еовреиенньм.иетодов и твтнозогии гнривнения — содержание планируемых и выдаваемых УВ, их исполнение; — текущую деятельность экипажа и ее результаты; — параметры внешней обстановки: — результаты оценки хода полета, состояния КА и экипажа; — перечни проблем, текущих замечаний н комментарии к ннм; — принятые решения по дальнейшему управлению полетом; — заявки на проведение работ и операций на борту КА, поступающие от специалистов по бортовым системам, космической медицине.
по научным исследованиям и экспериментам. Одно из требований к этой системе — возможность оперативного автоматического пополнения и обновления содержащейся в ней информации, ддя чего она должна быть включена в единую вычислительную сеть ЦУП и в ходе полета непрерывно автоматически просматривать необходимую информацию в дроп-боксах всех групп и служб ГОГУ, выбирая обновления. В периоды радиосвязи между КА и НКУ ддя повышения корректности и надежности БНО экипаж и БКАУ перспективных КА через определенные интервалы времени выполняют автономные навигационные измерения, все виды баллистических расчетов на их основе н передают навигационные параметры и результаты расчетов в НКУ. Наземный комплекс управления сверяет их с результатами собственных расчетов, выполненных по внешнетраекторным измерениям, проводимым наземными средствами 14, 5, 17, 321.
При расхождении полученных данных персонал ГОГУ должен выявить и устранить причину, внеся поправки в наземные илн бортовые измерения либо откорректировав программное обеспечение БКАУ, ПЭВМ экипажа или наземных ЭВМ, а также методики, которыми руководствуется экипаж. При этом необходимо решить вопрос о действиях космонавтов в случае потери дееспособности НКУ, если результаты баллистических расчетов, выполняемых экипажем, начнут расходиться с результатами расчегов БКАУ. Необходимо совершенствовать методику формирования на~~мным персоналом УВ, выдаваемых на бортовые системы КА. С "елью повышения эффективности этой трудоемкой и ответственной работы, чреватой опасными ошибками, должно быть разработано программное обеспечение ИВК НКУ, позволяющее автоматически преобразовывать детальный план полета в УВ, реализуюагне его исполнение.
для этого детальный план при его подготовке должен сннтезироваться из типовых полетных операций в такой Глава 20. Управление палетат по перспективным программам форме, которая наряду с удобством восприятия персоналом обес. печивала бы автоматическое деление плана на составляющие операции с дальнейшим представлением каждой в виде последова. тельности УВ, необходимых для реализации. Эти последователь. ности в соответствии с определенными формализованными правя лами и ограничениями должны (автоматически) преобразовывать ся в массивы КПИ, передаваемые на борт КА.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
