Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Место СУД в общей структуре управления КА



Достижение высокой эффективности применения КА невозможно без качественного управления его полётом. Управление полётом осуществляется с помощью сложной автоматизированной СУ, включающей три уровня иерархии (рис.3.1):

 

Верхний уровень – верхнее звено управления (ВЗУ) – осуществляет формирование целей запуска и задач управления полётом.

Средний уровень – наземный комплекс управления (НКУ) – решает следующие задачи:

– получение траекторной информации (ТИ) и прогнозирование движения КА в промежутках между сеансами связи;

– получение информации обратного канала (ИОК) и телеметрической информации (ТМИ) о процессе функционирования и состоянии КА и его бортовых систем (БС);

– формирование и передача на борт КА командно-программной информации (КПИ), а также сигналов системы единого времени (СЕВ);

– подготовка и передача в ВЗУ обобщённой информации о выполнении целей и задач запуска и управления полётом.

Нижний уровень – бортовой комплекс управления (БКУ) – предназначен для управления полётом КА и функционированием его БС. С помощью бортовых ИзмУ БКУ получает информацию о параметрах движения КА и состоянии его БС. На основе этой измерительной информации (ИИ) в БКУ формируются управляющие воздействия (УВ), обеспечивающие выполнение программ и команд управления.

Нужно заметить, что чем ниже уровень иерархии, тем выше динамичность процессов и тем выше степень автоматизации управления. БКУ, по существу, строится как полностью автоматическая система (на пилотируемых КА экипаж выполняет лишь отдельные операции по управлению на фоне автоматического выполнения основной массы задач).

БКУ, структурная схема которого приведена на рис. 3.2, в качестве основных систем включает в себя:

– СУ бортовым комплексом (СУБК);

– СУ движением и навигации (СУДН);

– СУ бортовыми системами (СУБС);

– систему контроля и диагностики (СКД);

– систему приёма и передачи информации (СППИ), которая подразделяется на бортовую аппаратуру радиоуправления, или как её ещё называют, командную программно-траекторную радиолинию (БАРУ или КПТРЛ) и систему телеконтроля (СТК).

СППИ – служит для приёма от НКУ командно-программной информации и сигналов сверки времени (КПИ, СЕВ), а также для передачи в НКУ информации обратного канала и телеметрической информации (ИОК, ТМИ).

СУБК – является логическим центром БКУ и осуществляет планирование работы СУДН, СУБС, СТК, СКД в соответствии с командно-программной информацией. СУБК включает в свой состав программно-временные и командно-вычислительные устройства (ПВУ, КВУ), в современных системах – планирующие программы БЦВК, а также бортовые синхронизирующие устройства (БСУ), формирующие сигналы бортового времени с использованием сигналов СЕВ.



СУДН – осуществляет управление движением центра масс и угловым движением КА, а также формирование с помощью бортовых ИзмУ навигационной информации (НИ).

СУБС – осуществляет управление функционированием специальных и обеспечивающих систем (специальной аппаратуры – СпА, системы электроснабжения – СЭС, системы обеспечения теплового режима – СОТР, системы обеспечения жизнедеятельности – СОЖ и др.)

СКД – осуществляет оперативный контроль состояния БКУ, БС, и КА, диагностику неисправностей и управление бортовыми ресурсами (аппаратурными, энергетическими) с целью обеспечения требуемой надёжности выполнения целевых задач запуска.

В наземных режимах функционирования БКУ взаимодействует с наземным испытательным комплексом (НИК).

Современные БКУ строятся на основе бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК).

 

Задачи и состав СУДН

Основные задачи и состав СУДН определяются видами управляемого движения, которые необходимо реализовать для выполнения целевых задач запуска, а также распределением функций между БКУ и НКУ по управлению движением.

Все задачи управления можно разделить на две группы:

– задачи управления в орбитальном полёте (ОП), который происходит под действием гравитационных сил,

– задачи управления на активных участках полёта (АУП), которые формируются под действием, главным образом, негравитационных сил – силы тяги реактивных двигателей, аэродинамической силы.

Соответственно этому и СУДН можно разделять на СУДН ОП и СУДН АУП. Состав СУДН поясняется рис. 3.3.



В ОП основными задачами СУДН ОП являются управление угловым движением КА и орбитальная навигация (управление движением центра масс исключено по определению). Решаются эти задачи с помощью СУ угловым движением ОП (СУУД ОП) и системы автономной навигации ОП (САН ОП).

Различают следующие виды управляемого углового движения:

успокоение (гашение начальной угловой скорости КА);

ориентация (придание одной или двум связанным осям КА заданного направления в пространстве);

угловая стабилизация (поддержание заданного положения связанных осей КА в условиях действия возмущений).

Для реализации этих движений СУУД ОП решает следующие задачи:

– построение базовых систем координат (БСК) и их поддержание,

– угловая стабилизация КА в БСК,

– управление программными поворотами КА в БСК.

В соответствии с этими задачами в состав СУУД ОП входят: система построения БСК (СПБСК), система угловой стабилизации (СУС), СУ программными поворотами (СУПП). СПБСК, как правило, одновременно с построением БСК осуществляет совмещение связанных осей КА с осями этой БСК (т.е. начальную ориентацию КА).

САН ОП осуществляет определение навигационных параметров движения центра масс (НПДЦМ) КА в заданной системе координат на любой заданный момент времени полёта. Эта задача решается с использованием результатов измерения параметров движения центра масс КА относительно естественных или искусственных ориентиров или физических полей. Навигационная информация используется для планирования работы КА и его систем, для управления движением КА, а также для коррекции приборной БСК.

АУП используются для управления траекторией центра масс КА с помощью силы тяги двигательной установки (ДУ) или аэродинамической силы. Выделяют три основных вида управляемого движения центра масс:

манёвр (целенаправленное изменение или поддержание параметров орбиты КА);

сближение (перемещение КА в заданную окрестность другого КА с целью стыковки, инспекции, перехвата и т.д.);

снижение, или спуск (управляемое движение в атмосфере с целью приземления в заданном районе).

Соответственно этим видам движения различают: СУ манёвром (СУМ), СУ сближением (СУСб), СУ снижением (СУСн). В любом из этих случаев для управления траекторией требуется решение следующих задач:

навигации, т.е. определения текущих параметров движения центра масс КА. Навигационная задача перед началом АУП решается с помощью САН ОП и НКУ. На АУП используются специальные системы: инерциальной навигации – при орбитальном манёвре и снижении, измерения параметров относительного движения – при сближении;

наведения, т.е. формирования программ движения центра масс, обеспечивающих достижение заданной области пространства. Задача наведения состоит в решении краевой задачи, как правило, оптимизационной. До последнего времени она решалась только с помощью НКУ, однако с появлением БЦВМ оказалось возможным в ряде случаев перенести решение задачи наведения на борт КА, т.е. решать её с участием БКУ;

стабилизации, т.е. выдерживания с заданной точностью программы движения центра масс КА в условиях действия возмущений. Задача стабилизации включает в себя стабилизацию углового движения и стабилизацию движения центра масс. Для углового движения на АУП характерны большие возмущения. Это требует использования специальных управляющих органов и специальных систем угловой стабилизации (СУС), которые работают совместно с СУУД ОП. Стабилизация движения центра масс на АУП используется для повышения точности ориентации вектора тяги и осуществляется с помощью систем НС, БС;

управления режимами работы ДУ. Для этой цели предназначается специальная система – СУРДУ. Эта задача носит пока скорее гипотетический характер.

Соответственно рассмотренным задачам СУДН АУП включает в свой состав систему навигации и наведения (СНН), систему стабилизации (СС) и систему управления режимами работы ДУ (СУРДУ), при этом СНН и СС аппаратурно и программно разделяются на соответствующие подсистемы, входящие в состав СУМ, СУСб и СУСн. Часть аппаратуры этих подсистем может быть общей (например, УО, некоторые ИзмУ и др.).

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!