Лекция 2. Бортовая системы управления КА
В предыдущей лекции было отмечено, что бортовые системы КА состоит из:
1.полезной нагрузки;
2. обеспечивающих систем, которые состоят из:
- бортовая система управления (БСУ);
- телекомандная система (ТКС) в составе:
а) системы телеметрических измерений (СТИ);
б) бортовой аппаратуры командно-измерительной системы (БА КИС);
- система электроснабжения (СЭС);
- двигательная установка (ДУ);
- средства обеспечения тепловых режимов (СОТР);
- корпус и установочные конструктивные элементы.
Структурно показано на рис.1.
Рис.1.
Полезная нагрузка состоит из:
- бортового ретрансляционного комплекса Ku-диапазона;
- подсистемы терморегулирования;
- подсистемы конструкции;
- интерфейсного блока;
- радиомаяка.
Бортовая система управления состоит из следующих частей:
- блок вычислительных устройств;
- блок силовой автоматики (блок коммутации питания);
- солнечный датчик;
- астродатчики;
- оптоволоконный гироскоп;
- блоки управления, обеспечивающие связь и управление смежными системами, агрегатами, исполнительными органами;
- комплекс управляющих двигателей маховиков – КУДМ.
Блок вычислительных устройств (Бортовая цифровая вычислительная система - БЦВС) представляет собой четырехгранную БЦВМ, где вычислительным и информационным ядром каждой грани служит двухпроцессорный комплекс. Между гранями существует канал обмена информацией, используемый системой контроля и диагностики и системой восстановления сбойной информации. Четырехкратно резервированный формирователь рабочего цикла обеспечивает синхронизацию выполнения рабочих программ в цикле. Одна из граней находится в холодном резерве. Реконфигурация БЦВС при отказе одной из рабочих граней обеспечивается алгоритмами системы контроля и диагностики (СКД), в основе которых приняты межгранный обмен, программная мажоритарная обработка информации. БЦВС обеспечивают решение всех известных на сегодняшний день функциональных задач БСУ.
Блоки силовой автоматики (БСА) предназначены для организации внутреннего взаимодействия БЦВС с подсистемами БСУ и смежными системами, имеющими аналоговый вход (выход). В большинстве случаев БСА осуществляют включение реле, нагревателей, электроклапанов и других подобных устройств. В отдельных случаях БСА преобразовывают аналоговую информацию датчиков в цифровой вид, удобный для использования в БЦВС при выполнении логических и вычислительных функций в соответствии с заложенными алгоритмами.
БСА должны удовлетворять следующим требованиям:
– иметь высокую надежность и отказоустойчивость в течение срока активного существования КА;
– быть устойчивыми к сбоям при воздействии космического излучения и других дестабилизирующих факторов и иметь механизмы восстановления информации при сбоях;
– иметь минимальные массогабаритные и энергетические характеристики;
– обеспечивать возможность унификации для применения в БСУ КА различного назначения и дальнейшего развития и модернизации без коренной переделки аппаратуры.
Солнечный датчик воспринимает в поле своего зрения наличие солнечного излучения и выдаёт в Блок управления электрические сигналы, соответствующие наличию/отсутствию Солнца в поле зрения ДАСД
Астродатчик обеспечивает ориентацию КА по звёздам во время полёта.
КУДМ является исполнительным электромеханическим органом системы ориентации и стабилизации (ССО) и обеспечивает формирование управляющих моментов, воздействующих на космический аппарат в режимах стабилизации и программных разворотов КА относительно центра масс.
Кроме того, БСУ КА может осуществлять управление работой двигателей (плазменных, газовых и др.), устанавливаемых для коррекции орбиты, демпфирования начальных угловых скоростей, дополнительной разгрузки КУДМ.
Структурная схема бортовой системы управления показана на рис.2.
МКО – мультиплексный канал обмена
КШ – контроллер шины
Рис. 2. Структурная схема бортовой системы управления
ИИС формирует вектор параметров состояния R космического аппарата, который поступает в БЦВС, где используется в вычислительных алгоритмах. В результате формируется вектор управления σ, который передается на исполнительные органы. БСА получают от смежных систем вектор сигналов S и передают на смежные системы вектор команд К. Командно-программная информация поступает из НКУ через телекомандную систему в БСУ, а аналоговая и цифровая телеметрическая информация – в обратном порядке.
Достарыңызбен бөлісу: |