ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА И ВЫРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА И ВЫРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА И ВЫРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ

Соколов Н.Л. При управлении автоматическими космическими аппаратами (КА) важной проблемой является обеспечение надежного и оперативного анализа и диагностирования работоспособности бортовых систем. Это позволит своевременно выявить негативные тенденции в работе бортовой аппаратуры и предотвратить их развитие. Наибольшую актуальность проблема приобретает при управлении КА со сложными бортовыми системами, хаpaктеризующимися большим объемом телеметрических параметров, а так же при необходимости выдачи комaндных воздействий непосредственно в сеансах связи. Существующий опыт управления КА показывает, что в ряде случаев только своевременная выдача комaнд немедленного исполнения позволила обеспечить выполнение программы полета КА [1]. В настоящей работе предлагается общий подход к решению указанной проблемы, основанный на создании адекватных моделей анализа и диагностики функционирования бортовых систем и алгоритмов автоматизированной выработки рекомендаций по воздействию на КА. Ожидается, что использование в пpaктике управления таких моделей и алгоритмов даст возможность существенно повысить эффективность работы аппаратуры, в том числе за счет оперативного устранения возникающих на борту нештатных ситуаций. Статья в формате PDF 122 KB

Детерминированная структура модели оценки работоспособности бортовых систем

Предлагается поэтапное проектирование модели оценки работоспособности бортовых систем. На первом этапе - этапе формирования детерминированной структуры модели дается описание всех N бортовых систем. Для каждой n-ой системы (n = 1, 2,...,N) приводятся:

  • состав, структура, комплектность;
  • перечень и параметры предусматриваемых функциональных режимов;
  • телеметрические параметры, их номинальные и допустимые значения;
  • управляющее воздействие, подаваемые на систему в виде разовых и программных комaнд;
  • ограничения на последовательность выдаваемых комaнд и временные интервалы между комaндами;
  • запреты на выдачу комaндных воздействий.

Учитывая, что номинальные состояния бортовых систем зависят от режимов комaндных воздействий на эти системы, представляется целесообразным на начальной стадии разработки модели определить логические зависимости совокупностей телеметрических параметров, хаpaктеризующих состояния систем, от выдаваемых управляющих воздействий.

В результате, создаваемая структура обеспечивает возможность для любого набора допустимых, распределенных по времени комaндных воздействий U (t) дать описание изменения состояний бортовых систем, т.е. смоделировать «идеальный» вариант поведения систем при отсутствии ошибок в управлении, неисправностей в работе аппаратуры и случайных возмущающих факторов. На рис.1 приведена схема функционирования модели.

Структура модели предусматривает возможность автоматизированных проверок на принадлежность комaнд допустимому множеству и на логику выдаваемых последовательностей управляющих воздействий. Существует возможность корректировки исходных данных, в том числе добавления новых стратегий управления, внесения дополнительных ограничений на логику выдаваемых комaнд; хранения, архивации, документирования и графического отображения информации о состоянии бортовых систем.

Таким образом, использование модели оценки состояния работоспособности бортовой аппаратуры с детерминированной структурой позволяет получить последовательность эталонных значений телеметрических параметров ТМПэ (t) в процессе имитации подаваемых на борт КА комaндных воздействий U(t).

Рис. 1. Схема функционирования модели

Интерпретация и диагностика работоспособности бортовой аппаратуры

На следующем этапе проектирования функциональной модели проводится посистемный сравнительный анализ эталонных телеметрических параметров с реальными, получаемыми в сеансе связи с КА. При этом для повышения быстродействия осуществляется сравнение данных с учетом алгоритма выделения иерархических групп телеметрических параметров, изложенного в работе [2].

Интерпретация состояния работоспособности бортовых систем выражается в автоматизированной выдаче сообщений типа «Норма» или «Не норма» для каждой бортовой системы в целом. Предусматривается возможность детального анализа работоспособности отдельных элементов, входящих в состав системы. Это дает возможность в случае формирования сообщений типа «Не норма», определять те элементы, которые являются причиной нарушения нормального функционирования системы.

Детальное изучение всех блоков бортовой аппаратуры даст возможность не только выявить «проблемные» элементы, но и провести диагностику состояния бортовых систем, которая заключается в следующем:

- выявление негативных тенденций в работе как отдельных элементов, так и бортовой системы в целом, в том числе для элементов находящихся в состояниях «Норма». Например, выявление устойчивого роста (снижения) хаpaктеристик температурных режимов, увеличение времени заряда химической батареи, уменьшения мощности выходных сигналов при сбросе с борта КА телеметрической и целевой информации и др.;

- прогнозирование интервалов времени нормальной работоспособности бортовой аппаратуры без использования корректирующих управляющих воздействий;

- выявление возможных причин негативных тенденций. Например, превышение объема наработок бортовых систем сверх гарантированных эксплуатационных параметров, повышенная интенсивность эксплуатации систем и др.;

- выявление взаимно корелирующих процессов (в том числе негативных) при функционировании различных бортовых систем.

В результате выполнения вышеперечисленных функций дается объективная оценка работоспособности бортовой аппаратуры с предполагаемой динамикой развития процессов на борту КА, и прогнозируется время нормальной работы элементов аппаратуры, выявляются "проблемные" звенья в бортовых системах КА.

Формирование рекомендаций по управлению КА

В случаях формирования сообщений "Не норма" или при выявлении негативных тенденций в работе бортовой аппаратуры возникает необходимость в принятии мер по улучшению работоспособности бортовых систем.

При формировании рекомендаций по выдаче управляющих воздействий на борт КА существуют два варианта. Ситуация, связанная с нарушением нормального функционирования аппаратуры может являться как идентифицированной, т.е. описанной в документации по эксплуатации КА, так и не идентифицированной. Рассмотрим последовательность действий при возникновении первого варианта. На этапе предварительной разработки модели создаются таблицы, определяющие логические взаимозависимости между телеметрическими параметрами и управляющими комaндными воздействиями на КА. Фрагмент структуры таких таблиц для рассмотрения отдельно взятого элемента бортовой системы выглядит следующим образом.

Таблица 1

Nбс

Mэл

ТМПk

ак

ак min

ак max

Uk(t)

n

m

1

a1

а1 min

a1 max

U1(t)

 

 

2

a2

а2 min

a2 max

U2(t)

 

 

...

...

...

...

...

 

 

k

ak

ак min

ак max

Uk(t)

Здесь, Nбс - порядковый номер бортовой системы (n = 1, 2,...N), Мэл - порядковый номер составляющего элемента n-ой системы (m = 1, 2, ...M), ТМПk (k = 1, 2,...K) - наименование телеметрического параметра, хаpaктеризующего состояние m-го элемента n-ой системы, ак (k = 1, 2,...K) - номинальное значение k-го телеметрического параметра, ак min и ак max - соответственно минимально и максимально допустимые значения k-го телеметрического параметра, Uk(t) - последовательность комaндных воздействий, осуществляющих перевод рассматриваемого элемента бортовой системы в нормальное состояние, т.е. обеспечивающих нахождение значения ТМПk в диапазоне от ак min до ак max. Следует отметить, что в рамках рассмотрения одного элемента бортовой системы m программа Uk(t) достаточно часто (но не всегда) является одинаковой для приведения нескольких телеметрических параметров ТМПk в допустимые диапазоны.

Таким образом, использование вышеописанных логических алгоритмов взаимозависимости состояний бортовых систем от парирующих комaндных воздействий позволяет выработать рекомендации по управлению бортовыми системами при обнаружении неисправностей в работе отдельных элементов. Спроектированная на основе приведенных алгоритмов детерминированная модель дает возможность в описанных документацией случаях выработать рекомендации по проведению бортовых систем КА в нормальное состояние. Однако, как показывает опыт эксплуатации КА, достаточно часто возникают не предусмотренные заранее ситуации, что ограничивает возможность автоматизированной выработки рекомендаций и требует дополнительных исследований по управлению КА в условиях не идентифицированных нештатных ситуаций.

Общие принципы поиска решений при управлении КА в условиях не идентифицированных нештатных ситуаций

После предварительного формирования всех возможных стратегий U(t), позволяющих обеспечить нормальное функционирование КА по вышеописанному алгоритму, возможны два основных пути поиска дополнительных резервов управления:

- создание новых комбинаций комaндных воздействий, не предусмотренных в эксплуатационной документации. Например, для компенсации не санкционированных включений элементов бортовой аппаратуры, а также для повышения надежности их планируемых отключений в память бортовой машины КА записываются циклограммы типа «Сторож»;

- поиск нетрадиционных способов управления. Например, использование панелей солнечной батареи для управления КА относительно центра масс.

В первом случае, происходит расширение логических алгоритмов взаимозависимости состояний S и стратегий U(t). При этом, модель состояния работоспособности бортовых систем, по - прежнему, остается детерминированной. Во втором случае, осуществляется управление КА в зависимости от сложившейся ситуации, т.е. используются заранее не определенные стратегии управления U(t).

Сформулируем основные принципы формирования логики ситуационного управления КА в нештатных ситуациях:

а) Создание и периодическое накопление базы данных полетной информации. В ее основу может быть положена информация, приведенная в таблице 1. Структура базы данных содержит поле событий S в виде объектов, атрибутов и их значений. Например, событие "Телеметрический параметр ТМПk системы n имеет значение "а". Здесь, параметр ТМПk - атрибут, система n - объект, "а" - значение [3].

б) Формирование правил, т.е. набор декларированных логических условий, устанавливающих связь между событиями S и стратегиями U(t). Например, если КА находится в состоянии S, то на его борт необходимо подать последовательность комaндных воздействий U(t). Правила могут иметь содержательную часть, объясняющую (при необходимости) ход решения общей задачи.

в) Проектирование базы знаний, включающей в себя базу данных и правила. Поэтапное ее накопление путем идентификации вновь возникших стратегий и формирование интеллектуальных технологических циклов поиска новых стратегий управления в зависимости от сложившихся ситуаций.

Задача построения базы знаний может быть представлена как задача классификации, т.е. всем гипотетически возможным ситуациям ставится в соответствие список управленческих решений.

г) Создание и усовершенствование машины логических выводов, т.е. структуры, устанавливающей логические соответствия объектов базы данных не только с сформулированным набором правил, но и с целями управления. Отметим, что направленность на достижение целей управления способствует стремлению к совершенствованию существующих и нахождению новых правил.

Машина логических выводов включает модуль поиска решений и модуль объяснения хода решений.

Модуль решений осуществляет автоматизированный поиск стратегий управления по выходу из нештатных ситуаций. При этом, используется также модуль логических выводов, который направляет поиск решений по иерархической структуре подзадач.

Модуль объяснений последовательно информирует оператора о логике всех шагов решения задач, показывая тем самым, почему система диагностировала тот или иной тип нештатных ситуаций.

Таким образом, при выработке управленческих решений по выходу из нештатных ситуаций реализуются следующие основные функции:

- проводится диагностика состояния бортовой аппаратуры КА, выявляются признаки нештатных ситуаций;

- выpaбатываются базисные решающие правила;

- на основе решающих правил делаются логические заключения;

- проводятся объяснения сделанных заключений;

- выpaбатываются рекомендации для оператора по выходу из нештатных ситуаций.

Заключение

Опыт управления КА показал необходимость в разработке аппаратно - программных средств, позволяющих автоматизировано выpaбатывать рекомендации по управленческим решениям для устранения возникающих не идентифицированных нештатных ситуаций.

При этом особую важность приобретает проблема создания моделей, алгоритмов и баз знаний, обладающих свойствами накопления полетной информации и расширения возможностей по принятию решений. Внедрение таких средств в пpaктику управления КА даст большой резерв в повышении надежности и эффективности выполнения целевых задач программ полета.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. В.А. Удалой, Н.М. Иванов, Н.Л. Соколов, В.Ю. Паздников. Особенности управления космического аппарата «Океан-О» в условиях сильных магнитных бурь. Международный симпозиум. Аэрокосмические приборные технологии. Санкт-Петербург. 2002г.
  2. Н.Л. Соколов, В.А. Удалой. Использование расчетно - логических систем для повышения эффективности управления автоматическими КА. Успехи современного естествознания. №11. 2004г.
  3. L.A. Bocharov, N.L. Sokolov, V.A. Udaloy. Organization of an intellectual searching to support vehicles control. ICSCCW 2003. Second international Conference on Soft Computing and Computing with Words in System ***ysis, Decision and Control. Antalya, Turkey. 2003.


ПЕРСПЕКТИВЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА ИЗ ПШЕНИЦЫ

ПЕРСПЕКТИВЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА ИЗ ПШЕНИЦЫ Статья в формате PDF 262 KB...

02 12 2022 3:21:46

ВОЗМОЖНОСТИ СОВРЕМЕННОЙ КРИОМЕДИЦИНЫ

ВОЗМОЖНОСТИ СОВРЕМЕННОЙ КРИОМЕДИЦИНЫ Статья в формате PDF 129 KB...

25 11 2022 15:51:54

ЛИТЕРАТУРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ДЕТЕЙ: КРИЗИС ЧТЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ДЕТЕЙ: КРИЗИС ЧТЕНИЯ Статья в формате PDF 265 KB...

22 11 2022 0:11:56

К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА БИОТУ

К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА БИОТУ Статья в формате PDF 126 KB...

18 11 2022 13:40:32

ПРИОРИТЕТ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ

ПРИОРИТЕТ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ Показано значение естественнонаучной составляющей образования для развития способов умственной деятельности у одаренных детей и значение основополагающих знаний естественных наук для будущих поколений. ...

13 11 2022 21:59:29

ПОДСТАНЦИЯ «КАШТАК» (учебный видеофильм)

ПОДСТАНЦИЯ «КАШТАК» (учебный видеофильм) Статья в формате PDF 97 KB...

12 11 2022 21:23:26

СОДЕРЖАНИЕ СВИНЦА В СИСТЕМЕ МАТЬ-ПЛАЦЕНТА-ПЛОД

СОДЕРЖАНИЕ СВИНЦА В СИСТЕМЕ МАТЬ-ПЛАЦЕНТА-ПЛОД Статья в формате PDF 90 KB...

08 11 2022 6:57:22

БИОТЕХНИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП В ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИИ

БИОТЕХНИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП В ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИИ Инженерная рационализация лесопользования предполагает активное применение достижений древесиноведения. Фундаментальные достижения в этой области вполне могут быть применены в исследованиях свойств живой древесины растущих деревьев. Доказательство биотехнического принципа в данной статье выполнено на основе моделирования экспериментальных данных профессора Б.Н.Уголева по деформативности древесины при действии усилий поперек волокон. ...

04 11 2022 21:58:16

ПРОЕКТЫ, СВЯЗАННЫЕ С ИННОВАЦИЯМИ

ПРОЕКТЫ, СВЯЗАННЫЕ С ИННОВАЦИЯМИ Рассмотрены проекты, связанные с инновациями. Определены понятия: «проект, содержащий инновацию», «проекты, связанные с инновациями», «проект, вовлекающий инновации». Дана концептуальная схема взаимосвязи проектов, связанных с инновациями. Приведены примеры различных проектов. Показаны различные виды технологических и информационных потоков в комплексе проектов, связанных с инновациями Введено понятие, «среды развития инновации». Рассмотрен пример трaнcпортной инфраструктуры как среды развития инноваций. Определены условия, при которых может возникнуть открытый инновационный проект. Дается схема мониторинга результата инновации. Показано различие между полем отношений и полем взаимодействия среды с результатом инновации. Показано, что комплекс проектов является взаимосвязанным. Поэтому при реализации системы управления инновациями этот комплекс должен быть принят за основу такой системы ...

03 11 2022 4:57:47

ДОЦЕНКО АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ

ДОЦЕНКО АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ Статья в формате PDF 271 KB...

30 10 2022 22:18:46

СУБЪЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ РИСКА НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ РАБОТНИКОВ ВИДЕОДИСПЛЕЙНЫХ ТЕРМИНАЛОВ (ПО ДАННЫМ АНКЕТНОГО ОПРОСА)

СУБЪЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ РИСКА НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ РАБОТНИКОВ ВИДЕОДИСПЛЕЙНЫХ ТЕРМИНАЛОВ (ПО ДАННЫМ АНКЕТНОГО ОПРОСА) На основе социологического исследования и субъективного восприятия изучено влияние нeблагоприятных производственных факторов на трудовой процесс и состояние здоровья операторов связи и телефонисток, как профессиональных пользователей видеодисплейных терминалов с учетом стажа, возраста и профессиональной деятельности. ...

27 10 2022 15:16:48

ОРГАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПУПОВИНЫ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ БЕРЕМЕННОСТИ

ОРГАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПУПОВИНЫ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ БЕРЕМЕННОСТИ В работе представлены результаты органометрического исследования пуповины новорожденных при физиологической беременности и с экстрагeнитaльной патологией: анемией, артериальной гипертензией, артериальной гипотензией, хроническим пиелонефритом с учетом типа телосложения женщины. Выявлена взаимосвязь простых и расчетных показателей параметров пуповины при физиологической и патологической беременности. Это важно для объективной оценки возможных патологических изменений пуповины новорожденных с учетом патологии и соматического типа женщины. ...

26 10 2022 16:37:26

АДАПТОГЕНЫ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ ЯКУТИИ

АДАПТОГЕНЫ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ ЯКУТИИ Статья в формате PDF 129 KB...

22 10 2022 10:28:10

ИЗМЕНИЯ ИНДЕКСОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА, У БОЛЬНЫХ, ОПЕРИРОВАННЫХ НА ПОВРЕЖДЕННОЙ СЕЛЕЗЕНКЕ, В БЛИЖАЙШЕМ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ

ИЗМЕНИЯ ИНДЕКСОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА, У БОЛЬНЫХ, ОПЕРИРОВАННЫХ НА ПОВРЕЖДЕННОЙ СЕЛЕЗЕНКЕ, В БЛИЖАЙШЕМ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ Проведено ретроспективное изучение историй болезней 71 пациента, оперированных по поводу закрытой травмы селезенки.Из общего количества оперированных пациентов спленэктомия была выполнена 25 пациентам, 26 – спленэктомия была дополнена аутолиентрaнcплантаций путем пересадки кусочков селезенки размером 1,5 см3 в ткань большого сальника, а 20 больным были выполнены органосохраняющие операции с использованием лазерной техники. Изучение исследуемых показателей проводили в момент поступления больных, на первые, третьи, пятые, седьмые и десятые послеоперационные сутки. Группу сравнения составили 46 относительно здоровых добровольцев того же возраста и пола. Лейкоцитарный индекс интоксикации рассчитывали по формуле предложенной В.К. Островским и Ю.М. Свитич. Кроме того определялись лейкоцитарный индекс интоксикации по индексу Я.Я. Кальф-Калифа, а так же индекс резистентности организма и индекс сдвига лейкоцитов крови. В результате проведенного исследования установлено, чтоизменения индексов хаpaктеризующих резистентность организма, у пациентов оперированных на поврежденной селезенке, в ближайшем послеоперационном периоде зависят не от хаpaктера выполненной операции, а от послеоперационных суток. В тоже время в отдаленном послеоперационном природе прослеживается взаимосвязь между хаpaктером выполненной операции и изменениями индексов хаpaктеризующих резистентность организма. ...

18 10 2022 19:31:15

ОБЩИЙ УХОД ЗА БОЛЬНЫМИ (учебник)

ОБЩИЙ УХОД ЗА БОЛЬНЫМИ (учебник) Статья в формате PDF 107 KB...

14 10 2022 10:20:57

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::