АРЫШ АППАРАТТАРЫНЫ БОРТТЫ ЖЙЕЛЕРІ

Л.Н.ГУМИЛЕВ АТЫНДАЫ ЕУРАЗИЯ ЛТТЫ УНИВЕРСИТЕТІ

ФИЗИКА - ТЕХНИКАЛЫ ФАКУЛЬТЕТ

АРЫШТЫ ТЕХНИКА ЖНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛАР КАФЕДРАСЫ

А ЖНЕ АРЫШТЫ СЕРІКТЕРІН ЕСЕПТЕУ ЖНЕ ЖОБАЛАУ НЕГІЗДЕРІ » ПНІНЕН КУРСТЫ ЖМЫС

ТАЫРЫБЫ: А–НЫ БОРТТЫ БАСАРУ ЖЙЕСІН ЖОБАЛАУ

Орындаан: Даму А

4 курс студенті

ылыми жетекші

Игембаев Б.А.

аа оытушы

Астана

Мазмны

Кіріспе..............................................................................................................................3

1. арышты аппараттарды бортты жйелері …………………………….….…5

2.Бортты апаратты-басару жйелерін бадарламаланатын логика микрослбаларын олданумен жобалау ерекшеліктері……………...………...14

3. Навигацияны серіктік жйесі …….......…………………………………...…............................................20

4. Жерсеріктік радионавигациялы жйедегі лшеу жне есептеу дістері.........22

ортынды...........................................................................................................................24

олданылан дебиеттер...................................................................................................25

КІРІСПЕ

арыш аппаратында (А) орнатылатын арыш аппараты ішіндегі бекітілген жадайларды жне оны озалысыны сипаттамаларын амтамасыз етуге, сонымен атар шуды соы масаттарына жетумен байланысты арнайы тапсырмаларды шешуге арналан жйелер мен рылылар кешені болып табылады. Сйкесінше арыш аппараттарыны бортты жабдытары амтамасыз ететін жне масатты болып жіктеледі. шуа арналан жабдытар штен баылау жйесін одан рі дамыту шін техникалы базасы кезе зымыран циклон . Бл даму ерекшелігі - автоматты трде анытау шін екілік код бес есе пайдалану ( ателер), екі арналы жабдытарды резервтеу орнына дстрлі шу здіксіз жмыс істеуін амтамасыз ету аппаратты Triple резервімен, арнайы жайлылы жасамай 2,5 саат зымыран. Жанында здіксіз жмыс істейтін компьютерлер бортында уаыт (1968) біраз уаыт жне осындай ауыр астында бар, емес, арналан бортты компьютерлер шу 10-15 затыы шін зірленді мин. (Олар жауынгерлік зымыран жйелері шін машиналар болды).

Бортты жабдытар жер сті пайда амтамасыз Киев радио зауытыны рылан жоары автоматтандырылан чектер, штат дайындау жне іске осу зымыран. Кезеде 1986-1996 жылдары 100-ден астам стартаптарды жргізілді зымыран циклон . 1980 жылы осы жоары сенімді кешенін дамыту шін , Днепропетровск, Киев жне Харьков бір топ мамандары марапатталды B.E.Vasilenko, соны ішінде КСРО Мемлекеттік сыйлыыны лауреаты, жне ндірістік бірлестігіні зартыш бастыыны орынбасары жобалаушы; Киев Радио зауыты A.N.Pulemetov.

31 Тамыз 1995 ракета циклон іске осылды Украина арыш Сечь-1 Жер байау шін. Осы рылыны іске Достасты Украинаны ресми жазбаны белгіленген арышты елдер.

Дамушы аражат зерттеу кеістігін босату баытында ндіру арыш ндірістік бірлестігі Киев Радио 1966 жылы бортында жабдытар бірегей кешені ндірісін бастады Игла , іздеу шін, зара бадар, жаындасу жне Dock арыш объектілері. Бл рал лемдегі алашы берген арасындаы басарылатын жне шышсыз арыш автоматты ондыру жне орбиталы станциялары. Барлы оан 150 жиынтытар болды.

Жабдытар Quot ауыстыру 1985 жылы Quot Игла; жоары сенімді нерлым озы келді жабды , курсты табысты кешенінде жмыс істеді World-Союз-Прогресс Quot деп аталатын орбитада жмыс істейтін жасаталан орбиталы станция Салют 2 , Салют 3 , Салют-5 жне шышсыз арыш-1870 жне Алмаз-1 табысты Киев радио дайындалан басару жйелерін олданылады.

Кейін зымыранды ауыстыру шін бірінші есептеу рылыларын зірлеу кейін 10-12 жыл техника интегралды схемаларды компьютерлер бортында келді. Бірінші ндірістік басарма 15A..

Жалпы талаптардан блек (бгеттерден ораныс, сенімділік, электромагниттік йлесімділік жне таы да баса) арыш аппараттарыны бортты жабдытарына арнайы талаптар атары ойылады: шаын масса, компактілік, электрэнергиясын аз ттыну, беріктілік, жоары темпертарулар, вибрациялар мен жктелулер жадайында бас тартуларсыз жмыс жасау, тіп жатан сулеленулерге жне сырты тмен ысыма сезімталдыты болмауы. арыш аппаратыны бортты жабдытарыны алыпты функционалдылыы есептеулерді лкен клемін орындауды талап етеді, сондытан арыш аппаратына бортты санды есептеуіш машина (БСЕМ) орнатылады, ол з кезегінде барлы жйелер жмысын координаттайды, басару сигналдарын жасатайды жне масатты тапсырмаларды шешуге ажет есептеулерді барлыын жргізеді.

АРЫШ АППАРАТТАРЫНЫ БОРТТЫ ЖЙЕЛЕРІ

Трлі эксплуатацияланатын жне лі жобаланып жатан арыш аппараттарыны (А) тіршілігін жне оларды масатты тапсырмаларды орындауын амтамасыз ету шін А барлы трлеріне тн жалпы тапсырмаларды жеткілікті ке шеберін шешу керек. Осындай тапсырмаларды атарында тмендегілер:

· Жер сті басару кешенімен апарат алмасуды амтамасыз ету (НКУ);

· Аппаратты электрэнергиясымен амтуды амтамасыз ету;

· Ттынушылар арасында А электроттынуды тарату;

· Телеметриялы апаратты жинау, сатау, деу жне тарату;

· А жабдытары мен жйелеріні жмысын А шу бадарламасына сйкес жне оны шынайы жадайын ескере отыра басару;

· А талап етілген жылулы режимін сатау;

· А кеістіктегі баытталуын анытау жне сатау;

· А кеістіктегі озалысын амтамасыз ету (оны массалар центріні орын ауыстыруы);

· А кеістіктегі брышты озалысын амтамасыз ету (массалар центрі арасында орын ауыстыру);

· А орбитада орналасу орнын анытау жне болжау;

· Айналмалы кн батареяларын басару (бар болан жадайда).

Алашы А жобалау кезінде р тапсырма автономды сипатта шешілген болатын, арнайы мамандандырылан слба олданатын, аталмыш слба з сенсорлы жабдытарына, здік атарушы органдарына жне сйкес сипатта бадарламаланан басару автоматикасына ие болып табылатын. А ішкі рылымыны крделенуімен атар жне ол шешетін тапсырмалар саныны артуымен басару рылыларын орталытандыруа жне А бортты жйелеріні жмысын баылау ажеттілігі пайда бола бастады. Аталмыш процесстер энергоресурстарды рационалды шыындау мен толытыру жаынан, приоритеттілік пен шу жне регламентті операцияларды орындау, оперативті диагностика нтижелеріні негізінде штатты емес жадайлара автономды реакция беру жне бортты жабдытарды тестілеу жне таы да баса болып табылады. арыш аппараттарына дамыан бадарламалы амсыздандыруа (Б) ие есептеуіш ралдарды жасатау мен енгізу осы мселені шешуге кмектесті.

Жер сті басару кешені аналогиясы ретінде (НКУ) бортты басару кешені (БКУ) тсінігі пайда болды, ол А барлы негізгі бортты жйелерін біріктіреді, сонымен атар бортты есептеуіш техникасын, озалыс пен навигацияны басару жйесін, бортты аппаратураны басару жйесін, ызметтік басару арнасыны бортты жабдытарын, бортты лшеулер жйесін, БКУ сйкес бадарламалы амсыздандыруын, БКУ басты интеграциялы зегін амтиды. Масатты арналымды автоматты А БКУ ру принциптерін аса блшекті арастыру шін (байланыстырушы серіктер, арыш кеістігі айматарын баылау А, Жерді зондтау арыш аппараттары) сол негізгі бортты жйелерді атап тейік (сурет 1.1):

· Бортты есептеуіш жйе есептеуіш ралдар мен тіркесу рылылары трінде (интерфейстер мен байланыс адаптерлері) бортты абоненттермен апаратты зара рекеттесуді амтамасыз ететін жне з есептеуіш ресурстарын А жйелерін басару тапсырмаларын шешуге олданатын жне оларды жмыс жасауын озалыс пен навигацияны басару жйесі (басаша айтанда – озалысты басару баытталу жйесу), А озалысын материалды нкте ретінде басаруа (массалар центріні орын ауыстыруы), сонымен атар А брышты озалысын басаруа да (массалар центрі айналасыдаы озалыс) арналан;

· Бортты жабдытарды басару жйесі, электрттыну коммутациясы функцияларын атарады, электрлік сигналдарды кшейтуге жне трлендіруге ммкіндік береді, сонымен атар А жйелері мен аспаптарына уаытты немесе логикалы шарттара сйкес басару командаларын береді;

· Бортты лшеулер жйесі, лшемдер нтижесі жайлы телеметриялы апаратты жинау, деу жне НКУ жіберуге арналан, А жйелеріні жадайын жне А тіп жатан дерістерді сипаттайды;

· ызметтік басару арнасыны немесе командалы радиожеліні бортты жабдытары, НКУ мен БКУ арасындаы ызметтік апаратты уаытылы алмасуды амтамасыз ететін радиотехникалы кешенді райды;

· Біріктірілген озалтышты орнатылым, А орбитаа атысты озалысы мен брышты озалысын амтамасыз етуге арналан озалтыштар комплектінен трады;

· А ішінде белгілі бір жылулы режимді сатауа арналан жйе;

· Электроамту жйесі (СЭС) алашы энергияны (кн энергиясын) электрлікке трлендіру шін.

арыш аппаратыны бортты жйелері. Cурет 1.1.

А кейбір класстарында блек рылымды бірлік ретінде бортты кабельді желі арастырылады. А есептеуіш ралдары мен жаа конструктивті технологиялы шешімдерді енгізу, заманауи элементтер базасын жне Б комплекстеу ралдарын олдану интеграцияланан БКУ руа негіз жасатауа ммкіндік берді. А жйелері жадайын оперативті баылау ммкіндігі мен сырты жадайды, бортты жйелерді аымдаы статусы мен аымдаы уаытта бар ресурстарды ескере отыра А шу бадарламасын «аылмен» орындауы А БВС-та баылау мен басаруды р алуан функцияларын ткеруге ммкіндік берді, длірек айтанда –Б. Осы функцияларды бортты есептеуіш жйедегі (Б БКУ) концентрациясыны тенденциясы бадарламалы жне жабдыты ралдарды дамуымен атар кшеюде. Бадарламалы амсыздандыру БКУ блек дара компоненті ретінде (жне е басты біреуі ретінде) алыптасты (сурет 1.2). БКУ бадарламалы амсыздандыруы иерархиялы принцип бойынша растырылан:

Бадарламалы амсыздандыру рылымы. Сурет1.2.

· Бірінші, немесе тменгі дегейді жабдытармен алмасу драйверлері мен есептеуіш процессті йымдастыру бадарламалары райды;

· Екінші дегейді басаруды жне бортты аспаптар мен жабдытарды жмысын баылауды амтамасыз ететін бадарламалар амтиды;

· шінші дегейлі бадарламалар бортты жйелерді шу режимдерін амтамасыз ететін бадарламалар мен есептеуіш бадарламалардан трады;

· Тртінші, немесе жоары дегейді барлы БКУ жмыс режимдерін жоспарлау жне йымдастыру бадарламалары мен А жйелеріні жадайын баылау бадарламалары райды.

БКУ Б архитектурасы барлы бадарламаларды ызметтік (диспетчер, алмасу, БВС конфигурациясын басару, таймерлеу жне т.б.) жне функционалды (наты аспаптарды осу/шіру бадарламалары, трлі дайынды жне атар жретін апаратты есептеу бадарламалары, басару блек аспаптара серлерді алыптасу бадарламалары жне т.б.) деп жіктейді.

р бадарлама (бадарламалы модуль) зіні бапталан сипаттамалары мен баса бадарламалармен логика-апаратты байланыстара ие болып табылады. БКУ Б ру алмасу апаратыны барлы дегейлі бадарламалар арасындаы детерминирленген мензейді, сондай-а басару апараты стінен тменге барады (жоары дегей бадарламаларынан тменгі дегейлі бадарламалара арай), ал баылау-диагностикалы апарат – керісінше тменнен жоарыа арай баытталады. БКУ Б шынайы уаыт масштабында функционалдануын амтамасыз ету шін р бадарламада реттілік пен бортты компьютерді есептеуіш тактіндегі осылуды наты уаыты, сонымен атар оны есептеуіш ресурстары аныталады.

БКУ Б интеграциялы сипаты, баылау мен басару функцияларынан баса маызды функциялар мен тапсырмаларды орындауа ммкіндік береді, мысалы:

· А шуын байламды жоспарлау тапсырмалары;

· Бортты ресурстар шыынын оптимизациялау тапсырмалары;

· А мір сруіні автономділігін амтамасыз ету функциялары;

· Кптеген штатты емес жадайлара оперативті реакция айтару функциялары.

Бортты жйелерден санды апаратты алу (тікелей немесе СБИ арылы), НКУ апарат алмасу (БА СКУ арылы), алынан апаратты есептеу тапсырмаларында олдану жне деу Б жзеге асырылан, – осыны барлыы БВС пен БКУ Б бортты басару кешенінде басты орына шыарды. БА СКУ жне СБИ жйелері осындай конфигурацияда БКУ ажырамас блігі болып табылады, себебі А циркуляциялайтын апаратты кздері болып саналады жне апаратты-логикалы интерфейстерді олдайды. Атап тетіні, бл жерде БВС, БА СКУ жне СБИ арасында физикалы (проводты, бортты кабельдік желі жне тйісу интерфейсті рылылары арылы), сонымен атар «виртуалды» (апаратты, апаратты алмасу арналары арылы) байланыстары болуы ммкін.

БКУ ажырамас жне негізгі блігі бортты жабдытарды басару жйесі болып табылады. СУБА екі маызды функциясы интеграциялы сипата ие жне БКУ тадауы болып табылады:

· Физикалы (проводты) интерфейсты А жйелері мен жабытары арасында амтамасыз ету жне оларды сйкес командалар мен сигналдарды жасатау жолымен басару .

· Барлы бортты ттынушыларды электроорекпен амтамасыз ету.

Жоарыда аталан жйелерді аландарыны барлыы з наты тапсырмаларын шешеді, А шін маыздылыы зор, біра БКУ рылымды ру кзарасы жаынан интеграциялы болмайды. Оларды ішінен ерекше атап тетініміз СУДН, ол А жасатаушыларымен жиі БКУ рамына келесі аспектілеріні арасында енеді:

· СУДН тапсырмалары (ориентация, стабилизация, масатты тапсырмаларды шешу шін А баыттау жне т.б.) – маызды жне бірінше кезектегі тапсырмалар болып табылады;

· Берілген жйе (СУБА сияты) – алашы бортты жйелерді бірі, ол бірінші А жобаланып, жасаталан болатын;

· СУДН басару бадарламаларын баса жйелерді басару бадарламаларына тыыз байланан жне БКУ Б жоары дегей бадарламаларына да байланан болып табылады.

СУДН рамына оптика-спектральды тетіктер тріндегі сезімтал элементтер кірістірілген, сонымен атар брышты жылдамды тетіктері, рылыларды жне басару сигналдарын алыптастыру блоктарын трлендіретін, сонымен атар кштік гидроаспаптар тріндегі (мысалы, маховиктер немесе гиродиндер) атарушы органдар да кірістірілген. СУДН атарушы органдары болып озалтышты орнатылым озалтыштары ызмет етеді. СУДН жабдытарыны рамы трлі навигациялы аспаптармен жне жабдыты навигация серіктерімен толытырылады.

Мысалы, РКК «Энергия» жасатамасыны СУДН рылуыны негізі коррекцияланатын платформасыз инерциалды навигациялы жйесі болып табылады, ол уаытты шынайы масштабында А байланан осьтеріні координаталарыны инерциальды жйесіне атысты орналасуын анытауа ммкіндік береді (сурет 1.3).

СУДН функционалдылыы ш басару контурыны жмысымен амтамасыз етіледі:

· Навигациялы контур уаытты шынайы масштабында бекітілген длдікпен А орбитадаы орналасуын бастапы шарттар бойынша анытауа (болжауа) ммкіндік береді, бастапа шарттар НКУ аныталады немесе бортты навигациялы жабдытарда есептеуіш гравитациялы жне магнитті жер модельдерін олдану арылы жне А бортты навигациялы тетіктеріні апараты кмегімен аныталады;

· Ориентацияны кинематикалы басару контуры СУДН базисыны брышты сйкессіздігін анытауа ммкіндік береді, бл жерде белгілі бір тірек базисы орын алады, ол ориентация режимімен бекітіледі, одан блек кинематикалы контур берілген тірек базисын натылайды (коррекциялайды;

· Ориентацияны басаруды динамикалы контуры А байланан базисын бекітілген длдікпен тірек базисымен сйкестендіруге ммкіндік береді; одан блек динамикалы контур орбита коррекциясы дерісінде жне баса да динамикалы процесстер кезінде А стабилизациясын амтамасыз етеді.

арастырылып жатан кластты автоматты А ызметтік жйелеріне рамы бойынша сас талаптар ойылады, олар да пайдалы жктемемен шартталан (немесе БЦК) осы аппараттарды ызметтік жйелеріне. арыш саласындаы бас мекемелерде мбебап арышты платформаларды (УКП) жасатауды жаымды тенденциясы орын алуда, олар барлы автоматты А шін орта болып саналады. Дайын УКП жаа БЦК жйелер мен УПК аспаптарын иемдену жолымен интеграциялау жне жобалау адамдарын минимизациялау мен жер сті деу процесстері жаа А ру мерзімдерін ысартуа ммкіндік береді жне сапа мен сенімділік крсеткіштерін сатай отырып, аржылы шыындарды азайтуа да жол ашылады.

арышты платформаны иемдену дегейі А жаа масатты аппаратурасымен олдананда сол аппаратура сипаттамасы мен УКП талаптарыны рамынан байланысты аныталады. БЦК негізгі сипаттамалары: энергопоттыну, масса, оректену фидерлері саны, интерфейстер типтері жне т.б. БЦК жмыс жасау шарттарымен аныталатын тапсырмалар санына келесілер кірістіріледі:

· БЦК жмыс кезінде А стабилизациясы мен ориентациясы длдігін анытау;

· Баыттау длдігін амтамасыз ету жне оны баалау;

· Жмыс орбитасыны бекітілген сипаттамаларын жне А эксплуатациялау затыын амтамасыз ету;

· БЦК бекітілген жмыс режимдерін орындау жне таы да баса.

БКУ осындай слбада УКП ядросы ретінде арастырылады. Басаша айтанда,БКУ бортты Б негізгі ызметтік хаттарыны жиынтыы болып табылады, ол УКП жйелеріні интеграциясын А функционалды тапсырмаларын бадарламалы-логикалы жне физикалы дегейлерде бар интерфейстер арылы жзеге асыру кезінде амтамасыз етеді.

Екі контурлы платформасыз инерциалды жйе базасындаы СУДН рылымы.Сурет1.3.

БКУ негізгі міндеттері:

· Оперативті баылау апаратын жинау, алашы ретті деу, сатау мен телеметрлеу,сонымен атароны УКП басару тапсырмаларында олда

· БЦК апаратты-командалы рекеттесуді йымдастыру;

· УКП функционалдануын координацияланан басару жне жалпы А жер сті делуі кезінде жне шу бадарламасын автоматты режимде жне НКУ апараты бойынша іске асыру;

· УКП жне оны жйелеріні жадайыны диагностикасы, табу, локализациялау жне шттаты емес жадайларды автоматты режимде парирлеу.

Бортты басару кешені атап тілген тапсырмаларды шешуі келесідей сапалы сипаттамаларды растауымен атар жреді:

· Кешендеуді жоары дегейі, яни УКП жйелеріні комбинацияланан жмысын йымдастыру жне барлы шу режимдері мен шынайы уаыт масштабында операцияларды жзеге асыруда интерфейстерді олдау;

· БКУ растыруыны кпдегейлі рылымыны ата иерархиелігімен апарат аымдары озалысыныдетерминирленуі (комнадалы-басару апараты жоарыдан тмен БКУ «ядросынан» р элементкен жне баылау-диагностикалау апараты тменнен жоарыа арай, перифериялы элементтерден «ядроа» дейін);

· Басаруды дамыан икемділігі, ПОБКУ басару алгоритмдерінде жзеге асырылан жне масаттарды ескеру базасында НКУ жне делген диагностикалы апаратты ресурстарды тиімді шыыны мен резервтерді атыстыру, сонымен атар бас тартуларан адаптациялану мен штатты емес жадайларды парирлеу.

А толы бір классы рамында олдануа дайын платформа перспективті арыш німдеріне тапсырыс берушілер шін ерекше тартымдылыты райды. БКУ дамуы мен жетілуі келесі баыттарда жргізілуі болжанады:

· Сенімділікті арттыру мен блек аспаптарды кепілденген функционалдау мерзіміні артуы жалпы заманауи ЭКБ типономиналдарды олдану жолымен, сонымен атар функционалды резервтеуді аппаратты жне бадарламалы дегейлерде енгізуді арасында орындалады;

· БКУ масатты функцияларыны саталуы мен оны орта массасыны тмендеуі, интерфейсты ресурстарды немдеу кезінде пайдалы жктеме ызыушылыында трлі типті интерфейс унификаци, БКУ рылымындаы блек позициялара ту, аппаратты ралдарды штеу орнына дубльдеу.