RU2013154158A - Система управления космического аппарата - Google Patents

Abstract

1. Система управления космического аппарата, содержащая датчики, датчики угловой скорости и датчики ускорения, подключенные выходами к входам блока сбора информации, аппаратуру спутниковой навигации, подключенную через двунаправленную связь к блоку сбора информации, подключенного выходом к входам трех управляющих вычислительных устройств, отличающаяся тем, что в ее состав введены бесплатформенная инерциальная навигационная подсистема и подсистема оптической коррекции, подключенные через свои подсистемные двунаправленные связи к блоку сбора информации, причем выходы каждого управляющего вычислительного устройства подключены к входам блока контроля и входам переключателя каналов, к управляющим входам которого подключены выходы блока контроля, а выходы переключателя каналов подключены к исполнительным органам, при этом в систему введен датчик внешнего воздействия, подключенный выходом к входу формирователя сигналов, объединенного своим кодовым входом с установочным входом подсистемы электропитания и подключенного к установочному выходу переключателя каналов, а выходы постоянного и импульсного питания подсистемы электропитания, ее синхронизирующие выходы и ее выходы метки времени подключены к соответствующим входам управляющих вычислительных устройств, бесплатформенной инерциальной навигационной подсистемы, подсистемы оптической коррекции и запоминающего устройства с санкционированным доступом.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок сбора информации содержит последовательно включенные входные регистры, входы и входы-выходы которых являются входами и входами-выходами блока, схемы �

Claims (28)

1. Система управления космического аппарата, содержащая датчики, датчики угловой скорости и датчики ускорения, подключенные выходами к входам блока сбора информации, аппаратуру спутниковой навигации, подключенную через двунаправленную связь к блоку сбора информации, подключенного выходом к входам трех управляющих вычислительных устройств, отличающаяся тем, что в ее состав введены бесплатформенная инерциальная навигационная подсистема и подсистема оптической коррекции, подключенные через свои подсистемные двунаправленные связи к блоку сбора информации, причем выходы каждого управляющего вычислительного устройства подключены к входам блока контроля и входам переключателя каналов, к управляющим входам которого подключены выходы блока контроля, а выходы переключателя каналов подключены к исполнительным органам, при этом в систему введен датчик внешнего воздействия, подключенный выходом к входу формирователя сигналов, объединенного своим кодовым входом с установочным входом подсистемы электропитания и подключенного к установочному выходу переключателя каналов, а выходы постоянного и импульсного питания подсистемы электропитания, ее синхронизирующие выходы и ее выходы метки времени подключены к соответствующим входам управляющих вычислительных устройств, бесплатформенной инерциальной навигационной подсистемы, подсистемы оптической коррекции и запоминающего устройства с санкционированным доступом.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок сбора информации содержит последовательно включенные входные регистры, входы и входы-выходы которых являются входами и входами-выходами блока, схемы развязки и схемы связи, вход-выход которых является входом-выходом блока, а выход является выходом блока, который содержит, кроме того, преобразователь «аналог - код», подключенный управляющим входом к выходу схем связи и содержащий встроенный источник стабильного тока, выходная шина которого является выходной шиной преобразователя и блока.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что запоминающее устройство с санкционированным доступом содержит первый и второй энергонезависимые накопители, блокирующий вход которых является блокирующим входом устройства, а вход метки времени устройства подключен к входам первого и второго сумматоров меток времени, каждый из которых через свою, соответственно, первую и вторую временную двунаправленную связь подключен к своему, соответственно, к первому и ко второму накопителю, к каждому из которых через свою, соответственно, первую и вторую массивную двунаправленную связь подключен первый и второй сумматор массивов, подключенные входом-выходом к двунаправленной шине, являющейся внешней шиной связи запоминающего устройства, к которой подключены также накопители.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что подсистема электропитания содержит первый и второй первичные источники, выход каждого из которых подключен к своему входу первого коммутатора и к первой группе входов блока контроля и управления, подключенного первыми управляющими выходами к управляющим входам первого коммутатора, выход которого подключен к входам первого и второго аккумуляторов, выход каждого из которых подключен к входам второго коммутатора и второй группе входов блока контроля и управления, вторые управляющие выходы которого подключены к управляющим входам второго коммутатора, выход которого подключен к силовому входу источника вторичного электропитания, выходы которого являются выходами постоянного и импульсного питания и синхронизирующими выходами подсистемы, а установочный вход источника является установочным входом подсистемы.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок контроля содержит первый второй и третий регистры, входы которых являются входами блока, причем выход первого регистра подключен к первым входам первой и третьей схем совпадения, выход второго регистра подключен к первому входу второй схемы совпадения и второму входу первой схемы совпадения, а выход третьего регистра подключен ко вторым входам второй и третьей схем совпадения, а выход каждой схемы совпадения первой, второй и третьей через свой, соответственно, первый второй и третий триггеры подключен к входам логического устройства, три выхода которого являются выходами блока.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что переключатель каналов содержит три полевых транзистора, истоки которых являются входами, стоки выходами, а каждый из входных управляющих входов соединен с затвором соответствующего транзистора.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что бесплатформенная инерпиальная навигационная подсистема содержит четыре датчика угловой скорости, подключенные выходами к специализированному вычислительному устройству датчиков угловой скорости, и блок акселерометров, подключенный выходами к специализированному вычислительному устройству акселерометров, причем выходы этих специализированных вычислительных устройств являются выходом подсистемы.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что подсистема оптической коррекции содержит N оптических датчиков, подключенных выходами к специализированному вычислительному устройству, выход которого является выходом подсистемы.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик внешнего воздействия выполнен как блокинг-генератор, к базе транзистора которого подключен обратносмещенный диод.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что формирователь сигнала содержит кварцевый задающий генератор, подключенный выходом к входу интервального счетчика, запускающий вход которого является запускающим входом формирователя и объединен с входом триггера запрета и первым входом логического элемента, а выход подключен к входам интервального дешифратора, подключенного выходом к сбрасывающему входу триггера запрета, выход которого подключен ко второму входу логического элемента, к разрешающему входу которого подключен выход кодового дешифратора, подключенного входами к выходу регистра санкционированного кода, вход которого является санкционированным входом формирователя, выходом которого является выход логического элемента.

11. Система по п.4, отличающаяся тем, что источник вторичного электропитания содержит модуль постоянного питания и модуль импульсного питания, силовые входы которых являются силовым входом источника, их выходы являются выходами постоянного и импульсного питания источника, установочный вход которого подключен к установочным входам модуля постоянного питания и формирователя синхроимпульсов, выходы которого являются выходами метки времени и синхроимпульсов источника, а три управляющих сигнала формирователя синхроимпульсов подключены к управляющим входам модуля импульсного питания.

12. Система по п.3, отличающаяся тем, что накопитель содержит энергонезависимый элемент памяти, параллельно шинам записи которого установлен полевой транзистор со встроенным каналом, затвор которого подключен к шине блокировки накопителя.

13. Система по п.7, отличающаяся тем, что датчик угловой скорости содержит два чувствительных элемента - чувствительный элемент грубого отсчета и чувствительный элемент точного отсчета, причем каждый элемент содержит генератор опорной частоты, установочный вход которого является установочным входом датчика угловой скорости, а выход генератора подключен к вычитающему входу дифференциального счетчика и входу передатчика оптического, подключенного выходом к входу, намотанного в виде катушки волокна оптического, на приемном конце которого установлен приемник оптический, выход которого подключен к суммирующему входу дифференциального счетчика, выход которого является выходом блока.

14. Система по п.7, отличающаяся тем, что блок акселерометров содержит три чувствительных элемента, оси чувствительности которых расположены по трем смежным, исходящим из одной вершины, осям условного куба, диагональ которого, исходящая из той же вершины совпадает с основной строительной осью объекта управления, при этом каждый чувствительный элемент содержит кварцевый задающий генератор, ось кварца которого является осью чувствительности элемента, а выход генератора подключен к входу акселерометрического счетчика, вход-выход которого является входом-выходом блока.

15. Система по п.13 отличающаяся тем, что специализированное вычислительное устройство датчиков угловой скорости содержит первый и второй матричные нейровычислители, входы которых являются входами устройства, а через внутреннюю магистраль нейровычислители подключены к матричному запоминающему блоку и первому блоку связи, а выходы нейровычислителей через блок умножения подключены к входу первого сумматора, подключенного выходом к входу первого блока связи, вход-выход которого является входом-выходом устройства, а установочный выход блока связи подключен к установочным входам первого блока микропрограммного управления и первого синхронизатора, управляющие и синхронизирующие выходы которых подключены к соответствующим входам других компонентов устройства.

16. Система по п.14, отличающаяся тем, что специализированное вычислительное устройство акселерометров содержит микропроцессор, входы и вход-выход которого являются входами и входом-выходом устройства, а выход подключен к установочным входам второго блока микропрограммного управления и второго синхронизатора, выходы которых подключены к управляющим и синхронизирующим входам других компонентов устройства и входу буферного регистра, выход которого подключен к входам последовательно соединенных шинами переноса N умножителей, подключенных выходами к входам второго сумматора, выход которого подключен к входу второго блока связи, вход-выход которого объединен с входом-выходом микропроцессора.

17. Система по п.8, отличающаяся тем, что специализированное вычислительное устройство подсистемы оптической коррекции содержит управляющий микропроцессор, входы и вход-выход которого являются входами и входом-выходом устройства, а через первую магистраль к нему подключено kвычислительных микропроцессоров, которые через вторую магистраль подключены к специализированному блоку памяти, подключенного через двунаправленную связь к третьему блоку связи, вход-выход которого является входом-выходом устройства, а установочный выход третьего блока связи подключен к установочным входам третьего блока микропрограммного управления и третьему синхронизатору, синхронизирующие выходы которых подключены к управляющим входам и синхровходам остальных компонентов устройства.

18. Система по п.4, отличающаяся тем, что модуль постоянного питания содержит три идентичных конвертора, частотные выходы которых подключены к блоку управления и контроля, а выходы подключены к контрольным входам блока управления и контроля и через блок отключения подключены к входам блока выравнивания, выход которого является выходом модуля и подключен к дополнительному контрольному входу блока управления и контроля, выходы которого подключены к управляющим входам блока отключения.

19. Система по п.4, отличающаяся тем, что модуль импульсного питания содержит три идентичные цепи, объединенные с каждой из сторон, одна из которых является силовым входом, вторая - выходом, причем в каждой цепи последовательно включены два полевых транзистора, а три входных управляющих сигнала разведены таким образом, что каждый из них подключен к затворам двух транзисторов, установленных к разных цепях, образуя выборку «2 из 3».

20. Система по п.18, отличающаяся тем, что конвертор содержит последовательно включенные фильтр, трансформатор с включенным в первичную обмотку транзистором прерывателем, выпрямительный диод во вторичной цепи и выходной фильтр, выход которого является выходом конвертора и подключен к входу преобразователя напряжения в частоту, подключенного выходом к элементу развязки, выход которого является частотным выходом и подключен у входу частотно-импульсного модулятора, установочный вход которого является установочным входом конвертора, а выход подключен к базе транзистора прерывателя.

21. Система по п.18, отличающаяся тем, что блок отключения содержит три полевых транзистора, истоки которых являются входами, стоки - выходами, а каждый из входных управляющих сигналов подключен к затвору соответствующего транзистора.

22. Система по п.18, отличающаяся тем, что блок выравнивания содержит три идентичные ветви, в каждой из которых установлен резистор, первый вывод которого является входом, второй вывод подключен к аноду диода, а катоды диодов объединены и являются выходом блока.

23. Система по п.18, отличающаяся тем, что блок управления и контроля содержит четыре частотных счетчика, входы первого, второго и третьего из которых являются частотными входами блока, а вход четвертого подключен к выходу схемы преобразования напряжения в частоту, подключенную входом к выходу контрольного мультиплексора, входы которого являются контрольными и дополнительным контрольным входом блока, причем выход первого счетчика подключен к первым входам первого и третьего сумматора, выход второго подключен ко второму входу первого сумматора и первому входу третьего сумматора, а выход третьего счетчика подключен ко вторым входам первого и третьего сумматора, при этом выход четвертого счетчика подключен к первому входу четвертого с устройства совпадения, ко второму входу которой подключен выход регистра кода, вход которого является установочным входом блока и объединен с входом регистра допуска, выход которого подключен к первым входам первого, второго и третьего устройств совпадения, ко вторым входам которой подключены выходы, соответственно, первого, второго и третьего сумматора, а выход каждого устройства совпадения - первого, второго, третьего и четвертого через свой, соответственно первый, второй, третий и четвертый триггеры ошибки подключен к входу логического устройства, выходы которого являются выходами блока.

24. Система по п.11, отличающаяся тем, что формирователь синхроимпульсов содержит первый, второй и третий генераторы импульсов, установочные входы которых являются установочным входом формирователя, а выход каждого из генераторов подключен к входу своего, соответственно, первого, второго и третьего блоков фазирования, фазирующий выход каждого из которых подключен к фазирующим входам двух других блоков и входу блока мажоритации, к остальным входам которого подключены синхронизирующие выходы блоков фазирования, а выходы блока мажоритации являются выходами метки времени, синхросигналов и трех управляющих сигналов формирователя.

25. Система по п.24, отличающаяся тем, что генератор импульсов содержит несколько последовательно включенных инверторов, подключенных входами к входам первого мультиплексора, выход которого является выходом генератора и подключен к входу первого инвертора и входу первого счетчика частоты, подключенного выходами к первым входам первой схемы сравнения, ко вторым входам которой подключены выходы первого регистра кода частоты, а инкрементный и декрементный выходы этой схемы сравнения подключены к одноименным входам первого счетчика кода частоты, подключенного выходами к управляющим входам первого мультиплексора, при этом установочный вход первого счетчика кода частоты объединен с установочным входом первого регистра кода частоты и является установочным входом генератора.

26. Система по п.24, отличающаяся тем, то блок фазирования содержит элемент И, первый вход которого является входом блока, а выход подключен к входу сдвигового регистра и входу реализованного на динамических триггерах динамического счетчика, выходы которого через дешифратор подключены ко входу триггера останова, выход которого является фазирующим выходом блока и подключен ко второму входу элемента И и первому входу мажоритарного элемента, выход которого подключен к входу триггера пуска, подключенного выходом к сбрасывающему входу триггера останова, а ко второму и третьему входу мажоритарного элемента подключены выходы триггеров привязки, входы которых являются фазирующими входами блока, причем выходы четных и нечетных разрядов сдвигового регистра подключены, соответственно, к запускающим и сбрасывающим входам f триггеров формирователей, выходы которых являются синхронизирующими выходами блока.

27. Система по п.20, отличающаяся тем, что частотно-импульсный модулятор содержит группу последовательно включенных инверторов, выходы которых подключены к входам второго мультиплексора, выход которого подключен к входу первого инвертора группы и является выходом модулятора, вход которого является входом второго счетчика частоты, подключенного выходами к первым входам второй схемы сравнения, ко вторым входам которой подключены выходы второго регистра кода частоты, а инкрементный и декрементный выходы этой схемы подключены к одноименным входам второго счетчика кода частоты, выходы которого подключены к управляющим входам второго мультиплексора, причем установочный вход второго регистра кода частоты и второго счетчика кода частоты являются установочным входом модулятора.

28. Система по п.26, отличающаяся тем, что динамический триггер выполнен как транзисторный усилитель, к базе транзистора которого помимо резисторного делителя в качестве элемента памяти подключена LC-цепь, индуктивность L которой имеет рабочую обмотку и намотанную поверх нее встречно-компенсационную, концы которой закорочены.