Бортовые системы управления (БСУ)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине Вычислительные системы _________________________

на тему Обоснование для выбора, анализ и оценка эффективности программного обеспечения автономных бортовых комплексов управления

Студент					А.Р.Додонов
		подпись, дата			инициалы и фамилия
Группа   ТВМО-01-16			шифр студента			_______16В0626____________
	Проверил					Р.Ф.Халабия
			подпись, дата			инициалы и фамилия

 

Москва 2017 г.

 

 

Оглавление

1 Цель работы.. 3

2 Описание бортовых комплексов космических аппаратов. 4

2.1 Космические аппараты.. 4

2.2 Бортовые системы управления (БСУ) 4

2.2.1 Расчет критерия эффективности. 7

3 Обоснование для выбора программного обеспечения. 8

4 Вывод. 9

5 Список использованных источников. 10

 

 

Цель работы

Основной задачей курсовой работы является выбор эффективного программного обеспечения для управления бортовыми комплексами космических аппаратов. Язык программирования С отличается минимализмом. В качестве средства разработки программного обеспечения был выбран язык программирования C. Необходимо выбрать наиболее эффективное программное обеспечение для обеспечения управления бортовыми комплексами космических аппаратов, проведя анализ взаимодействия исходного ПО и разработанного на предприятии.

Описание бортовых комплексов космических аппаратов

Космические аппараты

По своему функциональному назначению космические аппараты

(КА) могут быть разделены на следующие группы:

– КА связи;

– КА дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ);

– научные КА.

Наряду с функциональным назначением КА важным для разработчика бортовых систем управления (БСУ) являются следующие позиции:

– срок активного существования (необходимый ресурс аппаратуры БСУ);

– требования по точности ориентации;

– степень автономности от наземного комплекса управления (НКУ);

– необходимость специальной ориентации КА на Землюдля обеспечения устойчивой радиосвязи с наземным комплексом управления на начальном участке полета;

– исполнительные органы систем стабилизации и ориентации;

– инерционно-массовые характеристики КА;

– условия эксплуатации КА: внешние возмущающие факторы, наличие угловых маневров при целевом применении, допустимость угловых маневров при проведении технологических операций (калибровка командных приборов и целевой аппаратуры), высота орбиты и др.

Бортовые системы управления (БСУ)

В соответствии с типовыми требованиями бортовая система управления (БСУ) выполняет следующие основные функции:

– управление движением КА вокруг центра масс с использованием входящего в его состав комплекса электромеханических исполнительных органов;

– отработка заданной программной ориентации КА в базовой

системе координат в соответствии с полетным заданием или с

использованием командной информации от бортового комплекса верхнего уровня;

– определение параметров движения КА вокруг центра масс в базовой системе координат и осуществление стабилизации КА в заданной ориентации с требуемой точностью;

– определение текущих параметров траекторного движения КА с использованием информации, поступающей от аппаратуры спутниковой навигации – АСН (низкие орбиты) или бортового баллистического прогноза с периодической коррекцией из НКУ (высокие орбиты);

– демпфирование остаточной угловой скорости КА после отделения от разгонного блока (РБ) с использованием комплекса управляющих двигателей-маховиков (КУДМ) или газовых двигателей;

– автономное (без участия НКУ) обеспечение приведения КА в заданную ориентацию после завершения демпфирования;

– выполнение «разгрузки» КУДМ (уменьшение накопленного кинетического момента) с использованием магнитных исполнительных органов (низкие орбиты) или двигательной установки;

– включение и выключение двигателей на интервалах коррекции орбиты КА при заданной ориентации вектора тяги – по командно-программной информации из НКУ;

– управление работой двигателей;

– управление ориентацией солнечных батарей с использованием аппаратуры из состава системы энергоснабжения;

– управление работой пиросредств КА и электрочек;

– формирование команд управления целевой аппаратурой, системой электроснабжения (СЭС);

– управление режимами работы системы телеметрических измерений (СТИ) на основании управляющей информации, поступающей из НКУ;

– управление работой средств обеспечения теплового режима;

– контроль правильности работы приборов БСУ и процессов управления движением вокруг центра масс КА;

– автоматическое парирование последствий отказов или отклонений в управлении при функционировании БСУ, выявленных в результате контроля;

– формирование телеметрической информации о состоянии аппаратуры БСУ, процессах управления и характеристиках движения КА вокруг центра масс и траекторного движения для передачи ее в СТИ;

– формирование текущей информации о параметрах движения КА, параметрах состояния БСУ для передачи в целевую аппаратуру и последующей трансляции в НКУ;

– ведение бортовой шкалы времени с заданной точностью относительно шкалы системы единого времени (СЕВ), в том числе с выдачей потребителю секундной метки.

Необходимыми составными частями БСУ являются:

– бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС), решающая основные задачи системы управления и обеспечивающая информационное взаимодействие с другими подсистемами;

– блоки силовой автоматики (БСА), обеспечивающие коммутацию электропитания и электрическое взаимодействие со смежными системами, имеющими аналоговый вход (выход);

– информационно-измерительная система (ИИС); ее состав и характеристики определяются условиями функционирования КА, решаемыми задачами и предъявляемыми точностными требованиями;

– исполнительные органы (ИО); их состав и характеристики определяются инерционно-массовыми характеристиками КА и заданными требованиями по динамике и точности стабилизации

Рисунок 1.1 – Структурная схема бортовой системы управления