УДК 629.78

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСКРЕТНО-СОБЫТИЙНОЙ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

Г.Н. Мальцев, А.В. Назаров, В.Л. Якимов

Аннотация


Рассмотрены особенности функционирования космических аппаратов с высоким уровнем автономности как объектов технического диагностирования. Полагается, что бортовые средства контроля и диагностирования функционируют автономно и обращаются к наземным средствам только при невозможности решить задачи распознавания нештатных ситуаций и восстановления работоспособного состояния бортовой аппаратуры. Процесс диагностирования бортовой аппаратуры описывается с помощью графа состояний, учитывающего особенности обнаружения нештатных ситуаций бортовыми и наземными средствами. Разработанная имитационная модель позволяет учитывать накопление последствий отказов бортовой аппаратуры вследствие воздействия факторов внешней среды ближнего космоса и изменение интенсивности их возникновения. Представлены результаты имитационного моделирования процесса диагностирования космических аппаратов совместно бортовыми и наземными средствами системы информационно-телеметрического обеспечения. Показана важность наземного сегмента системы информационно-телеметрического обеспечения управления космических аппаратов при проведении планово-периодического углубленного анализа их технического состояния. По результатам имитационного моделирования проведен анализ влияния достоверности диагностирования бортовой аппаратуры на уровень автономности космических аппаратов дистанционного зондирования Земли.

Ключевые слова


космический аппарат; автономное функционирование; бортовая аппаратура; техническое состояние; диагностирование

Полный текст:

PDF

Литература


  1. Соловьёв В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.E. Управление космическими полетами. Ч.1. // М.: Издательство МГТУ имени Н. Э. Баумана. 2009. 476 с.
  2. Малкин В.С. Техническая диагностика // М.: Академия. 2013. 272 c.
  3. Кирилин А.Н., Ахметов Р.Н., Сологуб А.Н., Макаров В.П. Методы обеспечения живучести низкоорбитальных автоматических КА зондирования Земли: математические модели, компьютерные технологии // М.: Машиностроение. 2010. 384 с.
  4. Ахметов Р.Н., Макаров В.П., Сологуб А.Н. Концепция автономного управления живучестью автоматических космических аппаратов дистанционного зондирования Земли в аномальных ситуациях // Известия Самарского центра Российской академии наук. 2009. Том 11. №3. С. 165–176.
  5. Мальцев Г.Н., Назаров А.В., Якимов В.Л. Имитационное моделирование процесса диагностирования сложной технической системы с высоким уровнем автономности функционирования // Информационно-управляющие системы. 2016. № 4. С. 34–43.
  6. Borshchev A. The Big Book of Simulation Modeling: Multimethod Modeling with AnyLogic 6 // AnyLogic North America. 2013. 612 p.
  7. Охтилев М.Ю., Мустафин Н.Г., Миллер В.Е., Соколов Б.В. Концепция проактивного управления сложными объектами: теоретические и технологические основы // Известия вузов. Приборостроение. 2014. №11(57). С. 7–15.
  8. Мостовой Я.А. Имитационная математическая модель внешней среды в жизненном цикле бортового программного обеспечения управления космической платформой // Компьютерная оптика. 2012. № 3(36). С. 412–418.
  9. Назаров А.В. Метод структурно-параметрической адаптации многоуровневых систем обработки информации с использованием локальных функционалов качества // Информационно-управляющие системы. 2014. № 5. С. 25–33.
  10. Кириллин А.Н. и др. Влияние надежности бортовых систем космических аппаратов ДЗЗ на показатели периодичности съемки // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2013. № 4(42). С. 170–180.
  11. Лохматкин В.В., Куренков В.И. Прогнозирование производительности съемки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с учетом надежности бортовых систем // Известия Самарского центра Российской академии наук. 2013. Том 15. №4(2). С. 465–472.
  12. Абрамешин А.Е., Жаднов В.В. Моделирование интенсивности отказов инте-гральных схем бортовой космической аппаратуры из-за воздействия электростатических разрядов // Технологии ЭМС. 2014. №2(49). C. 27–34.
  13. Мозгалевский А.В., Койда А.Н. Вопросы проектирования систем диагностирования // Л.: Энергоатомиздат. 1985. 112 с.
  14. Мальцев Г.Н., Якимов В.Л. Современные подходы к определению уровня автономности космических аппаратов // Информационно-управляющие системы. 2017. № 2. С. 34–43.
  15. ГОСТ Р 56526–2015. Требования надежности и безопасности космических систем, комплексов и автоматических космических аппаратов единичного (мелкосерийного) изготовления с длительными сроками активного существования // М.: Стандартинформ. 2015. 46 с.
  16. Лобан А.В. Информационная технология распределенного диагностирования космических аппаратов // Москва–Берлин: Директ-Медиа. 2015. 146 с.
  17. Ларин В.П., Шелест Д.К. Формирование информационного обеспечения надежности бортовой аппаратуры на стадии проектирования // Информационно-управляющие системы. 2012. № 4. С. 93–97.
  18. ГОСТ 27.310–95. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения // М.: Издательство стандартов. 2001. 23 c.
  19. Талалаев А.А., Фраленко В.П., Хачумов В.М. Обзор стандартов и концепция построения средств мониторинга, контроля и диагностики космического аппарата // Программные системы: теория и приложения. 2015. № 3. С. 21–43.
  20. Мальцев Г.Н., Стогов Г.В., Терехов А.В. Перспективы создания комплексов управления космическими аппаратами на базе ключевых технологий // Информационно-управляющие системы. 2006. № 5. С. 2–5.
  21. Меньшиков В.А. Полигонные испытания // М.: КОСМО. 1999. Ч.II. 237 с.
  22. Jenab K., Pineau J. Failure mode and effect analysis on safety critical components of space travel // Management Science Letters. 2015. vol. 5. pp. 669–678.
  23. Baig A., Ruzli R., Buang A. Reliability analisis using fault tree analisis: a review // International Journal of Chemical Engineering and Applications. 2013. vol. 4. no. 3. pp. 169–173.
  24. Takahashi M., Kosaka R., Nanba R. A Study of Fault Tree Analysis for Control Program in Space System // Proc. of 2015 IEEE/SICE International Symposium on System Integration. 2015. pp. 301–306.


Георгий Николаевич Мальцев - д-р техн. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, действительный член Академии космонавтики имени К.Э.Циолковского, профессор кафедры космических радиотехнических систем, Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (ВКА им. А.Ф. Можайского).
Область научных интересов: обработка сигналов в радиотехнических и оптико-электронных информационных системах, космические радиотехнические комплексы управления, сбора и передачи информации.
Число научных публикаций: 250.

Адрес (E-mail): georgy_maltsev@mail.ru
Почтовый адрес: ул. Ждановская, 13, Санкт-Петербург, 197198
Телефон: +7(812)347-95-32


Андрей Вячеславович Назаров - д-р техн. наук, доцент, начальник кафедры космической радиолокации и радионавигации, Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (ВКА им. А.Ф. Можайского).
Область научных интересов: распознавание образов, нейросетевые технологии, моделирование распределенных систем, обработка сигналов в оптико-электронных информационных системах.
Число научных публикаций: 100.

Адрес (E-mail): naz-av@mail.ru
Почтовый адрес: ул. Ждановская, 13, Санкт-Петербург, 197198
Телефон: +7(812) 347-95-33


Виктор Леонидович Якимов - к-т техн. наук, доцент, докторант, Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского (ВКА им. А.Ф. Можайского).
Область научных интересов: моделирование сложных систем, нейросетевые технологии, техническая диагностика.
Число научных публикаций: 40.

Адрес (E-mail): yakim78@yandex.ru
Почтовый адрес: ул. Ждановская, 13, Санкт-Петербург, 197198
Телефон: +7(812)347-95-36




DOI: http://dx.doi.org/10.15622/sp.56.5