Комплекс программных средств, предназначенный для испытаний приборов, входящих в состав космического аппарата Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Решетневские чтения

УДК 681.3.06.069

О. С. Голышева, А. В. Дунаев ОАО «НПЦ „Полюс"», Россия, Томск

КОМПЛЕКС ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПРИБОРОВ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Представлен комплекс программных средств, который разработан для автоматизации проведения испытаний приборов, входящих в состав космического аппарата. Приведены предпосылки создания комплекса программных средств - унифицированной системы «Лотос», обусловленные трудностями, возникающими при разработке программного обеспечения. Перечислены основные функции системы «Лотос», описано ее взаимодействие с аппаратной частью, рассмотрены компоненты, входящие в состав системы, и их взаимосвязь. Приведены преимущества использования системы.

Системы электропитания, ориентации и управления космических аппаратов с каждым годом становятся все сложнее в связи с расширением возлагаемых на них функций. В результате усложняется контрольно-испытательная аппаратура (КИА) и соответствующее программное обеспечение (ПО).

Многие задачи, решаемые с помощью КИА и его ПО, одинаковы для разных систем. Это позволяет применять единые подходы при разработке ПО. При этом использование ранее разработанного ПО в но -вых проектах дает возможность повысить его качество и сократить сроки разработки.

В связи с этим принято решение о создании унифицированной системы «Лотос» для автоматизации испытаний различных видов приборов. Унификация процесса испытаний достигается благодаря интеграции компонентов в одну информационную систему и повторному использованию универсальных модулей в различных проектах.

Компоненты системы обеспечивают выполнение следующих функций:

- подготовку входных данных;

- автоматизированное проведение испытаний в режиме реального времени;

- непрерывный мониторинг состояния объекта контроля;

- формирование протоколов испытаний.

Рассмотрим назначение компонентов системы

(рис. 1).

Рис. 1. Блок-схема испытаний

Распределенный сервер сбора информации благодаря унифицированному интерфейсу для управления различными модулями КПА и проверяемого прибора

преобразует все многообразие аппаратно-программных интерфейсов в единый протокол взаимодействия на основе базы данных параметров и команд.

Система архивирования предназначена для ведения электронного архива параметров и команд, полученных от сервера в результате постоянного циклического опроса.

Интерпретатор обеспечивает исполнение алгоритмов испытаний в виде циклограмм на специализированном языке, пошаговую отладку циклограмм, просмотр значений переменных при пошаговой отладке, а также написание и редактирование циклограмм.

Сервер отчетов формирует отчеты испытаний -протоколы в формате RTF, а также позволяет просматривать и редактировать список шаблонов и готовые отчеты.

Система связи с пользователем отображает состояние КПА и проверяемого прибора на экране монитора в виде мнемосхемы, что позволяет оператору управлять КПА в ручном режиме, визуально контролировать состояние параметров, запускать автоматические проверки.

Взаимодействие системы «Лотос» с аппаратной частью (рис. 2) реализовано через сервер сбора данных.

Рис. 2. Взаимодействие системы «Лотос» с аппаратной частью

Имитация бортовой сети осуществляется посредством каналов получения данных CAN и МКО (мультиплексного канала обмена). Связь с источниками,

Информационно-управляющие системы

нагрузками, измерительными приборами и так далее осуществляется через интерфейсы RS 232 / RS 485, Ethernet по различным протоколам информационного обмена в зависимости от модификации подключаемого устройства.

По этой же структуре с решением аналогичных задач строится программное обеспечение для испытаний других приборов систем ориентации и управления.

Таким образом, разработанная система «Лотос» дает возможность унифицировать программные модули и использовать их в других проектах.

В настоящее время система «Лотос» применяется при разработке нескольких проектов. Ее использование позволяет сократить сроки разработки и отладки ПО верхнего уровня и обеспечить начало отработки алгоритмов проверки функционирования прибора сразу после готовности аппаратной части КИА.

O. S. Golysheva, A. V. Dunaev JSC «SPC «Polus», Russia, Tomsk

SOFTWARE SYSTEM TESTING SPACECRAFT DEVICES

There is a software system which is developed for the automatization of spacecraft devices testing process. Our invention is a unified system «Lotos». We presented the supposition of the system for software engineering. There are given basic functions of the system «Lotos», the cooperation with the hardware is described, system components and its interrelationship are presented.

© Голышева О. С., Дунаев А. В., 2010

УДК 378.164/. 169

Г. М. Гринберг Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика. М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск,

Д. В. Романов Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева, Россия, Красноярск

ИНТЕРАКТИВНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Описана разработанная интерактивная компьютерная модель шагового двигателя. Предложенная модель полезна для организации лабораторного практикума в техническом вузе.

Современные достижения в области техники ав-тематического управления различными объектами и процессами имеют весьма высокий уровень. Достигнутые успехи являются следствием технологического совершенства и высокой степени развития элементной базы систем автоматического управления. Поэтому студентам необходимо иметь представления и сведения об элементах систем управления, а также знать присущие им технические характеристики и некоторые методы их экспериментального исследования.

Одним из видов экспериментального исследования, направленного на формирование научного мировоззрения студента, является лабораторный практикум. Эксперимент, выполняемый во время лабораторного практикума, по сути является опытом, производимым с объектом (натурный эксперимент) или моделью (компьютерный, называемый также численным или виртуальным, эксперимент). Каждый из названных экспериментов имеет свои преимущества и недостатки, дидактические и технические особенности организации, область применения, описание которых приведены в [1].

В высокоточных измеряющих и следящих системах, в которых регулируются параметры углового и линейного перемещения, в качестве исполнительных элементов используются шаговые двигатели (ШД). Ниже описана разработанная интерактивная компьютерная модель ШД. Интерфейс программы (см. рисунок) показывает модель ШД и позволяет управлять работой ШД путем подачи напряжений на обмотки 1, 2, 3, 4 статора.

Модель учитывает зависимость вращающего момента обмоток статора от угла поворота ротора, инерцию подвижных элементов, внутреннее трение, внешнюю нагрузку на вал двигателя. Модель интерактивно реагирует на изменения состояния ШД, что позволяет пояснить ключевые принципы, положенные в основу устройства ШД. Развертки 5 и 6 напряжения на обмотках и углах поворота 7 ротора как функции от времени визуально высвечиваются на экране компьютера в виде осциллограмм.

Интерактивность и привычная форма представления данных облегчают переход на работу с реальным оборудованием.