Article03 (780015), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИСПЫТАНИЙ.

Если программы управления создаются для использования на АИК, то создается теоретическая модель испытаний КМО, которая представляет собой следующее.

КМО в общем случае является сложной системой, характеризующейся большим числом различных состояний, в которых она может находиться. Состояние сложной системы определяется совокупностью входных воздействий, часть из которых неконтролируема и трудно изучаема. В общем случае всю совокупность факторов, определяющих текущее состояние КМО, можно разделить на следующие группы:

• Группа A=(A1,...,Ak) контролируемых и управляемых воздействий, для которых в любой момент времени можно установить заданные значения из допустимого диапазона изменений.

• Группа B=(B1,...,Bf) контролируемых неуправляемых воздействий, которые можно в любой момент времени измерить, но нельзя изменить. Таковы, например, в большинстве применений давление, температура, влажность в помещениях, где проводятся испытания.

• Группа C=(C1,...,Cm) неконтролируемых и неуправляемых воздействий, характеризующих множество реально существующих факторов, влияющих на текущее состояние КМО, но недоступных контролю и направленному изменению. Например, радиопомехи, вибрации и т.п.

• Группа D=(D1,...,Dn) контролируемых откликов, которые характеризуют результат функционирования КМО, под воздействием групп факторов A, B и C.

Параметрическая модель КМО в общем случае описывается выражением:

D=F(A,B,C),

где F - неизвестный оператор, согласно которому в процессе проведения испытаний осуществляется преобразование воздействий A, B и C в контролируемые отклики D.

Цель испытаний сложного КМО в общем случае- это построение модели, устанавливающей количественное соответствие между величиной отклика D и всеми контролируемыми факторами A и B или только управляемыми факторами A. При этом совокупное действие факторов C часто может быть представлено как действие не контролируемой случайной величины (случайной ошибки) аддитивно приложенной к каждой входной переменной. Фактический материал для принятия решения должны дать оптимально спланированные автоматические испытания КМО.

Этапы практической реализации этой модели с использованием создаваемого программного обеспечения включают:

• постановку задачи автоматического управления (испытаний);

• разработку методики автоматического управления;

• разработку алгоритмов автоматического управления и запись их на ПОЯ с использованием интегральной среды подготовки программ управления;

• отладку программ автоматического управления на АИК, состоящем из реальных или виртуальных МО с использованием ПОЯ, интегральной среды подготовки программ и ОС;

• работу АИК в штатных режимах САУ с использованием ПОЯ и ОС;

• обработку результатов испытаний.

В качестве примера технической реализации может служить выше рассмотренный АИК “Интершок”, а также АИК “Марс-96”. АИК “Марс-96” представляет собой совокупность ИСС КА “Марс-96”, которые соединены между собой двумя интерфейсными магистралями. Одна магистраль используется для управления, другая для сбора телеметрической информации. Обе магистрали управляются одной и той же ЭВМ, играющей роль контроллера магистралей. Информационный обмен в телеметрической магистрали регистрируется с помощью ЭВМ, играющей роль универсального слушателя. Кроме того, каждый пользователь может подключить к телеметрической магистрали с помощью интерфейсной карты свою ЭВМ и из общего потока информации отбирать поток информации своего прибора. Управление идет с помощью ПОЯ, который представляет собой вариант ПОЯ АВТОТЕСТ. Т.к. работа АИК может идти на очень большой скорости выходная информация, как правило, записывается в выходные испытательные файлы. Эти файлы для некоторых приборов могут быть довольно сложными. Тогда для их обработки делается специальный комплекс программ.

НАУЧНЫЕ ЗАДАЧИ, КОМПЛЕКС НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИСПЫТАНИЙ.

При разработке программного обеспечения САУ КМО должна быть обеспечена связь научных (технических) задач с соответствующим КМО (КНА) и организацией его испытаний. Рассмотрим эту связь на примере проекта “Интершок”.

КНА “Интершок” предназначался для изучения быстрых процессов в околоземной и межпланетных ударных волнах. Ударные волны в среде возникают тогда, когда скорость движения среды относительно объекта, находящегося в среде, больше, чем скорость распространения возмущений в этой среде. От Солнца непрерывно распространяется поток плазмы с “вмороженными” в него силовыми линиями солнечного магнитного поля - солнечный ветер. Скорость этого потока относительно Земли при спокойном солнечном ветре 300-400 км/с (для сравнения орбитальная скорость Земли около 30 км/с). Эта скорость больше, чем скорость распространения возмущений в плазменной среде. Поэтому при столкновении плазмы солнечного ветра с магнитосферой Земли образуется ударная волна, характеризуемая резким возрастанием температуры и концентрации заряженных частиц, изменением направления и напряженности электрических и магнитных полей, изменением направления потока заряженных частиц. В среднем околоземная ударная волна находится на расстоянии примерно равном 10 радиусам Земли. 10 х 6400 = 64000 км. Однако, это расстояние все время меняется в зависимости от параметров солнечного ветра. При развитии на Солнце активных процессов возможны выбросы замагниченной плазмы со скоростями превышающими скорость спокойного солнечного ветра больше, чем на скорость распространения возмущений в плазменной среде. В этом случае образуются межпланетные ударные волны. Никогда заранее неизвестно, когда КА встретится с ударной волной. Время пересечения ударной волны КА иногда составляет доли секунды.

В связи с выше изложенным КНА, предназначенный для изучения быстрых процессов, происходящих в околоземной и межпланетных ударных волнах, должен иметь ряд особенностей, прежде всего он должен обладать адаптивными функциями. При наличии признаков входа в ударную волну должны автоматически меняться режимы и диапазоны работы научных приборов, осуществляться переход на быструю телеметрию, списываться в общий поток информации данные “предыстории”, накопленные в кольцевой телеметрии (по типу авиационного “черного ящика”) и содержащие информацию о предвестниках ударной волны.

Общая универсальная программа управления в процессе автоматических испытаний управляет пультами, с которых на КНА подаются воздействия, имитирующие физические процессы, происходящие в космическом пространстве, имитаторами командных систем КА, с которых на КНА подаются управляющие команды, и имитаторами радиотелеметрического комплекса КА, на который выводится телеметрическая информация.

ЛИТЕРАТУРА.

1. А.Е. Стефанович “Программирование систем автоматического управления мехатронными объектами”. Учебно-методическое пособие по дисциплине "Программирование и основы алгоритмизации". – М: МГАПИ, 2005.

2. В.М. Балебанов, А.Е. Стефанович, В.И. Лазарев, А.Г. Макаров, Б.М. Васильева. "Испытания комплексов научной аппаратуры с использованием системы автоматического управления АВТОТЕСТ" ПР-1187, Препринт. - М: ИКИ АН СССР,1986.

3. В.М. Балебанов, Е.М. Васильев, В.И. Лазарев, А.Е. Стефанович "Использование проблемно-ориентированной универсальной системы автоматического управления испытаниями комплексов научной аппаратуры АВТОТЕСТ для наземных испытаний".
   АН СССР, Институт Космических Исследований. Сборник статей "Научная аппаратура для космических исследований". – М: "Наука", 1987.

4. М.И. Дианов, Е.М. Васильев, В.И. Лазарев, А.Е. Стефанович "Система АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА для проведения автоматических испытаний комплексов научных приборов".
   АН УССР Научно-технический комплекс Институт Кибернетики им.Глушкова. "Управляющие системы и машины", Научно-производственный журнал 3,1987. – Киев: "Научная Мысль", 1987.

5. Б.М. Васильева., Т.В. Гречко, В.И. Лазарев, А.Г. Макаров, А.Е. Стефанович "Операционная система ОС АВТОТЕСТ, проблемно-ориентированный язык ПОЯ АВТОТЕСТ. Методическое руководство" ПР-1316, Препринт. - М: ИКИ АН СССР,1987.

6. А.Е. Стефанович “ Интеллектуализация испытательных комплексов”, Препринт. - М: ФИ РАН,1999.

7. А.Е. Стефанович “ Язык УНИКОН для интеллектуализированных испытательных комплексов”, Препринт. - М: ФИ РАН,1999.

13

Характеристики

Список файлов лекций