Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Создание гетерогенной имитационной модели командно-измерительной системы космического аппарата

Авторы

О.С. Исаева, Л.Ф. Ноженкова, А.В. Мишуров, А.Н. Камышников, В.В. Евстратько, А.В. Черниговский

Организация

Институт вычислительного моделирования СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН
г. Красноярск, Российская Федерация

Аннотация

В статье представлены программные инструменты, предназначенные для построения гетерогенных моделей путем программной интеграции логических моделей, методы работы которых заданы в базах знаний и инженерных моделей, созданных в среде технического моделирования. Для построения логических моделей используется разработанное авторами программное обеспечение «Программно-математическая модель бортовой аппаратуры командно-измерительной системы». Инженерные модели строятся в среде графического программирования LabVIEW. Описаны функции разработанного программного обеспечения для создания графических схем моделей, разработки структур данных и пакетов телеметрической информации, формирования базы команд и задания методов работы элементов модели в правилах баз знаний. Построен пример гетерогенной модели, имитирующей логику функционирования бортовой аппаратуры командно-измерительной системы космического аппарата, который включает библиотеку виртуальных приборов для моделирования приемо-передающего тракта и базу знаний с правилами взаимодействия бортовых систем при приеме, передаче, отработке и квитировании команд. Приведенный пример демонстрирует точки интеграции логических имитаторов и виртуальных приборов. Модель позволяет выполнять оценку параметров приемо-передающего тракта и влияния дестабилизирующих факторов на обеспечение качества линии связи, имитировать формирование и преобразование сигнала, поступающего от источника информации – наземного сегмента – в бортовую аппаратуру, и при обеспечении необходимого уровня сигнала моделировать логическое взаимодействие систем. Каждый элемент модели может быть изменен и переработан специалистом предметной области в зависимости от специфики решаемых задач.

Ключевые слова

бортовая аппаратура, командно-измерительная система, космический аппарат, имитационное моделирование, виртуальный прибор, база знаний

Список литературы

[1] Eickhoff J. Simulating Spacecraft System. Berlin : Springer, 2009. 376 p.

[2] System engineering general requirements. ECSS-E-ST-10-03C. Noordwijk : ESA Requirements and Standards Division, 2012. 100 p.

[3] Девятков В. В. Методология и технология имитационных исследований сложных систем: современное состояние и перспективы развития : монография. М. : ИНФРА-М, 2013. 448 с.

[4] Strzepek A., Esteve F., Salas S., Millet B., Darnes H. A training, operations and maintenance simulator made to serve the MERLIN mission // Proceedings of the 14th International Conference on Space Operations. NY, American Institute of Aeronautics and Astronautics. 2016. pp. 1736–1746.

[5] Stanley G. M. Experiences using knowledge-based reasoning in online control systems // Symposium on computer aided design in control systems. Swansea, UK. 1991. pp. 11–19.

[6] ГОСТ Р 53802-2010 «Системы и комплексы космические. Термины и определения». М. : Стандартинформ, 2011.

[7] Ноженкова Л. Ф., Исаева О. С., Грузенко Е. А. Программно-математическая модель бортовой аппаратуры командно-измерительной системы // Исследования наукограда. № 4 (14). 2015. С. 50–59.

[8] Панько С. П., Мишуров А. В. Пути оптимизации при проектировании контрольно-проверочной аппаратуры сложных радиотехнических систем // Исследования наукограда. № 4 (14). 2015. С. 33–35.

[9] Техническое задание на выполнение НИОКТР «Создание высокотехнологичного производства современной бортовой аппаратуры командно-измерительной системы в стандартах, основанных на рекомендациях международного консультационного комитета по космическим системам данных (CCSDS), для использования на негерметичных космических аппаратах». ТЗ 220-2746-13 [Электронный ресурс]. URL: https://4science.ru/project/02-G25-31-0041 (дата обращения: 05.08.2020).

[10] Packet Telecommand Standard ESA PSS-04-107. Issue 2: European space agency (ESA), 1992, P. 166.

[11] Packet Telemetry Standard ESA PSS-04-106. Issue 1: European space agency (ESA), 1988, P. 73.

[12] LabVIEW function and VI reference manual. Texas, National Instruments Corporation, 2003. 349 p.

[13] Russel S., Norvig P. Artificial Intelligence: A Modern Approach // 3rd Edition. Prentice Hall. 2010. 1152 p.

[14] Hernandez J. A., Peters T. J. Intelligent decision support for assembly system design // The 3rd conference on innovative applications of artificial intelligence. California, The AAAI Press. 1991. pp. 135–156.

[15] Ноженкова Л. Ф., Исаева О. С., Евсюков А. А. Инструменты компьютерного моделирования функционирования бортовой аппаратуры космических систем // Труды СПИИРАН. 2018. Вып. 56. C. 144–168. doi: 10.15622/sp.56.7.

[16] Isaeva O. S., Koldyrev A. Yu., Chernigovskiy A. S., Mishurov A. V., Kamyshnikov A. N., Evstratko V. V. Automated support for spacecraft onboard equipment design on the basis of a heterogeneous model // Journal of Physics: Conference Series, vol. 1353, no. 1, 2019, pp. 012011, doi:10.1088/1742-6596/1353/1/012011.

[17] Жгун А. В., Голубятников М. А., Мишуров А. В. Программно-аппаратный комплекс разработки и отладки методов формирования перспективных сигналов систем спутниковой связи // XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск : СФУ, 2019. С. 1889–1892.

[18] Gorchakovsky A., Evstratko V., Kamyshnikov A., Panko S., Sukhotin V., Mishurov A. Automatic equipment for testing of complex multiparametric intelligent devices // 2017 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2017.

Дополнительные сведения

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Красноярского края в рамках научного проекта № 18-47-242007 «Технология интеллектуальной поддержки конструирования бортовых систем космического аппарата на основе гетерогенных имитационных моделей».

Цитирование данной статьи

Исаева О.С., Ноженкова Л.Ф., Мишуров А.В., Камышников А.Н., Евстратько В.В., Черниговский А.В. Создание гетерогенной имитационной модели командно-измерительной системы космического аппарата // Космические аппараты и технологии. 2020. Т. 4. № 2. С. 107-115. doi: 10.26732/j.st.2020.2.05

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.