КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СТЕНДА ИСПЫТАНИЙ ЗВЕЗДНОГО ДАТЧИКА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 001.891.5

КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СТЕНДА ИСПЫТАНИЙ

ЗВЕЗДНОГО ДАТЧИКА

Е. В. Игнатенко Научный руководитель - Г. М. Гринберг

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: goober89@mail.ru

В работе рассмотрены подходы к созданию автоматизированного стенда испытаний звездного датчика

Ключевые слова: звездный датчик, испытания, автоматизация

CONCEPT OF AN AUTOMATED STAR SENSOR TEST BENCH

E. V. Ignatenko Scientific Supervisor - G. M. Greenberg

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: goober89@mail.ru

The paper considers approaches to the creation of an automated test bench for a star sensor

Keywords: star sensor, tests, automation

Испытания датчиков необходимы для подтверждения их измерительных, сигнальных характеристик, заложенных в конструкцию. Так, малогабаритный звездный датчик АЗДК-1 в ходе термовакуумных и вибродинамических испытаний, подтвердил прочностные характеристики, а также возможность сохранять точность определения координат в условиях воздействия нагрузок при выведении космического аппарата на орбиту и влиянии факторов космической среды [1].

Автоматизированные испытательные стенды предназначены для имитации работы испытуемого элемента автономно или в составе готового изделия на режимах, которые заявляет производитель в технической документации. Испытание элемента со снятием в автоматическом режиме всех параметров направлено на контроль качества продукции.

Автоматизированные стенды для проведения приемо-сдаточных испытаний и иных видов испытаний представляют собой программно-аппаратный комплекс. Виртуальные приборы необходимы для управления подключенными устройствами при проведении проверки. Это и позволяет полностью автоматизировать процесс, поскольку оператору не требуется ни коммутировать измерительные каналы (это делает коммутационный блок), ни изменять параметры питания (используются программируемые источники питания), ни выставлять значения генератора (выход цифро-аналогового преобразователя также управляется программно), ни снимать показания (результаты измерений фиксируются в журнал проверки, настройки измерителей и время измерений подбираются в соответствии с условиями проверки), ни производить расчеты.

Секция «Автоматика и электроника»

Концепция автоматизированного стенда для испытаний приборов звездных (звездных датчиков) заключается в следующем:

- применение многоколлиматорного стенда, обеспечивающего поворот установленного звездного датчика вокруг трех осей;

- создание полусферического экрана с лазерными модулями, предусматривающими возможность юстировки для наведения луча лазера и фокусировки в поле зрения ЗД, который закрепляется на поворотной платформе в центре стенда;

- применение источников излучения с использованием лазерных модулей с лучами низкой расходимости, имитирующих звёзды с возможностью уменьшения интенсивности лазерного луча средствами широтно-импульсной модуляции [2];

- создание вакуумной камеры (колбы), имитирующей нахождение звездного датчика в составе космического аппарата в условиях космического пространства;

- организация разработки, отработки и интеграции программного обеспечения для управления автоматизацией испытаний звездного датчика.

- создание рабочего места оператора, обеспечивающее наблюдение за ходом испытаний, внесение корректировок по ходу испытаний.

Программное обеспечение создает возможность совместной автоматизированной работымногоколлиматорного стенда, поворотной платформы, вакуумной камеры по заложенному алгоритму, а также обеспечивает возможность контроля оператором за параметрами испытаний, и внесение корректировокуставок по ходу испытаний.

Полусферический экран обеспечивает моделирование нереальной части звездного неба с горизонтальной и вертикальной развёртками - 170° на 170°.

Схема рабочего места с испытательным стендом приведена на рисунке 1.

з

Рис. 1. Концептуальная схема автоматизированного комплексного испытательного стенда звездных

датчиков

Стенд включает в себя звездный датчик 1, поворотную платформу 2, вакуумную колбу 3, сферический экран4 с лазерными источниками излучения, насос откачной 5, интерфейсный блок 6 обработки телеметрии, блок управления 7, рабочее место 8 оператора испытаний.

Для создания условий, приближенных к космическим, необходимо подать команду на насос для откачки воздуха из колбы. Давление во время испытаний поддерживается на уровне 1-10"9 - 1-10"12 Па.

Для корректного решения задачи идентификации звезд по полученному изображению заложенное программное обеспечение проводит взаимную калибровку системы имитатор -камера по определенному алгоритму. То есть, необходимо реализовать процедуру позволяющую проводить преобразования из прямоугольной координат системы в

сферические координаты (ф, 0), определяющие ориентацию вектора направления на звезду в связанной системе координат [3].

Таким образом, изложенная концепция позволяет автоматизировать процесс испытаний звездных датчиков в условиях, приближенных к космическим.

Библиографические ссылки

1. Российские космические системы [Электронный ресурс] / URL: https://russianspacesystems.ru/category/news-ru/ (дата обращения: 20.04.2022).

2. Куделин М.И. Анализ современного состояния перспектив развития приборов звездной ориентации семейства БОКЗ / Г.А. Аванесов, Р.В. Бессонов, А.А. Форш и др. // Изв. вузов. Приборостроение.2015. Т. 58 .№ 1.

3. Дегтярев А. А., Ткачев С.С., Мыльников Д. А. Лабораторный стенд для отработки макета звездного датчика ориентации малых спутников // Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша. -2010. - №67. - 31с. - URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2010-67. (дата обращения: 17.04.2022).

© Игнатенко Е.В., 2022