Устройство управления стендовыми испытаниями изделий ракетно-космической техники

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов при подготовке и проведении наземных стендовых испытаний изделий ракетно-космической техники. Устройство состоит из четырех контроллеров, связанных с вычислительными сетями оперативного управления и синхронизации и обмена. Контроллеры обеспечивают резервированную реализацию программы управления испытаниями, для чего в них реализуется процедура выравнивания оперативных данных через интерфейсы SpaceWire, кольцом соединяющие контроллеры. Прием информации с объекта управления и выдача на него управляющих сигналов выполняется черед адаптеры SpaceWire в устройствах ввода-ввода дискретных и аналоговых сигналов. Четвертый контроллер реализует при подготовке испытаний программу имитации работы объекта управления, посредством интерфейса CAN, управляя набором унифицированных эквивалентов датчиков различного типа, в том числе индуктивных датчиков перемещения, и обеспечивая выдачу сигналов имитации дискретных датчиков. Устройство обеспечивает повышение надежности проведения испытаний более полной проверкой функционирования системы управления. 1 ил.

 

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов при подготовке и проведении наземных испытаний ракет-носителей, двигательных установок и их элементов на специальных стендах.

Характерной особенностью современных стендовых испытаний изделий ракетно-космической техники (РКТ) является высокий уровень автоматизации технологических процессов, который обеспечивается большим количеством алгоритмов управления и контроля, их возрастающей сложностью. При этом алгоритмы управления системами изделия также являются объектом испытаний. Надёжность систем управления этими испытаниями и безошибочная реализация указанных алгоритмов во многом определяет качество и безопасность отработки на стенде изделий РКТ. Значительная часть аварийных исходов испытаний изделий РКТ (например, новой ракеты-носителя Союз 2-1в с двигателем НК-33) случается из-за не выявленных при подготовке испытаний ошибок в программном обеспечении систем управления этими испытаниями. Это говорит в первую очередь о несовершенстве методического комплекса проведения предпусковых проверок и недостаточной их автоматизации.

Известно устройство управления стендовыми испытаниями РКТ, описанное как локальное устройство управления в патенте на изобретение №2434259 от 20.08.2010 г. под названием «Автоматизированная резервированная система управления стендом для испытаний ракетно-космической техники». Оно содержит три контроллера, в которых первые и вторые входы-выходы подключены соответственно к вычислительной сети оперативного управления и к вычислительной сети синхронизации и обмена, третий вход-выход первого контроллера соединён с четвёртым входом-выходом третьего контроллера, третий вход-выход которого соединён с четвёртым входом-выходом первого контроллера, пятые входы-выходы первого, второго и третьего контроллеров соединены соответственно через первый, второй и третий адаптеры Space Wire с первым, вторым и третьим входами-выходами устройства ввода-вывода дискретных сигналов, шестые входы-выходы первого, второго и третьего контроллеров соединены соответственно через четвертый, пятый и шестой адаптеры SpaceWire с первым, вторым и третьим входами-выходами устройства ввода-вывода аналоговых сигналов.

Недостатком данного устройства является отсутствие развитых средств имитации автоматики изделия и его функционирования при предпусковых проверках системы управления стендом. Принятая методика проверки системы управления с помощью специально разработанных для каждого изделия его эквивалентов не обеспечивает высокой степени автоматизации и, соответственно, достаточной полноты тестирования системы управления. Такие эквиваленты требуют участия оператора, что бывает не безопасно. Например, при отработке объединённой двигательной установки орбитального корабля «Буран» такой эквивалент размещался непосредственно в огневом боксе стенда у изделия, что не обеспечивает комфортных условий работы оператора эквивалента и потому чревато его ошибками. Такой эквивалент требует его доработок при внесении изменений в изделии, что снижает качество эквивалента.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности проведения испытаний изделий РКТ.

Это достигается тем, что в состав известного устройства управления стендовыми испытаниями изделий ракетно-космической техники, содержащего три контроллера, в которых первые и вторые входы-выходы подключены соответственно к вычислительной сети оперативного управления и вычислительной сети синхронизации и обмена, третий вход-выход первого контроллера соединён с четвёртым входом-выходом третьего контроллера, третий вход-выход которого соединён с четвёртым входом-выходом второго контроллера, третий вход-выход которого соединён с четвёртым входом-выходом первого контроллера, пятые входы-выходы первого, второго и третьего контроллеров соединены соответственно через первый, второй и третий адаптеры SpaceWire с первым, вторым и третьим входами-выходами устройства ввода-вывода дискретных сигналов, шестые входы-выходы первого, второго и третьего контроллеров соединены соответственно через четвёртый, пятый и шестой адаптеры SpaceWire с первым, вторым и третьим входами-выходами устройства ввода-вывода аналоговых сигналов, введены наборы эквивалентов датчиков тока и напряжения, частотных сигналов и потенциометрического типа, эквивалент индуктивного датчика перемещения и четвёртый контроллер, подключенный первым входом-выходом к вычислительной сети оперативного управления, вторым входом-выходом - к вычислительной сети синхронизации и обмена, третьим входом-выходом - по интерфейсу CAN к четвёртому входу-выходу устройства ввода-вывода дискретных сигналов и входам-выходам наборов эквивалентов датчиков тока и напряжения, частотных сигналов и потенциометрического типа, один из которых соединён с эквивалентом индуктивного датчика перемещения, содержащим три трансформатора, первичная обмотка первого из которых подключена при проверках к частотному выходу устройства ввода-вывода аналоговых сигналов, первичная обмотка второго трансформатора подключена к одному крайнему и среднему выводам потенциометра, первичная обмотка третьего трансформатора подключена к другому крайнему и среднему выводам потенциометра, а вторичные обмотки второго и третьего трансформаторов и выходы остальных эквивалентов датчиков подключаются при проверках системы управления стендом к заданным входам устройства ввода-вывода аналоговых сигналов.

На рисунке представлена схема устройства управления стендовыми испытаниями изделий ракетно-космической техники.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвёртый 4 контроллеры, первые входы-выходы которых соединены с вычислительной сетью оперативного управления 5, а вторые - с вычислительной сетью синхронизации и обмена 6, которая обеспечивает единое время в системе управления стендом с использованием сигналов ГЛОНАСС и обмен командами и информацией между устройствами управления. Первый 1, второй 2 и третий 3 контроллеры служат для резервированного исполнения заданной программы управления испытаниями. Для синхронизации их работы они соединены друг с другом по кольцевой схеме через третьи и четвёртые входы-выходы интерфейсом SpaceWire. Пятые входы-выходы первого 1, второго 2 и третьего 3 контроллеров подключены соответственно через первый 7-1, второй 7-2 и третий 7-3 адаптеры Space Wire к первому, второму и третьему входу-выходу устройства ввода-вывода дискретных сигналов 8. Шестые входы-выходы первого 1, второго 2 и третьего 3 контроллеров подключены соответственно через четвертый 9-1, пятый 9-2 и шестой 9-3 адаптеры SpaceWire к первому, второму и третьему входам-выходам устройства ввода-вывода аналоговых сигналов 10. Третий вход-выход четвёртого контроллера 4 с интерфейсом CAN соединён с четвёртым входом-выходом устройства ввода-вывода дискретных сигналов 8 и наборами эквивалентов датчиков тока и напряжения 11-1…11-N, частотных сигналов 12-1…12-М и потенциометрического типа 13-1…13-S. Потенциометр эквивалента 13-S соединён с эквивалентом индуктивного датчика перемещений 14, содержащим первый, 14-1, второй 14-2 и третий 14-3 трансформаторы, первый 14-1 из которых запитывается при проверках напряжением с частотой 2000 Гц с выхода устройства ввода-вывода аналоговых сигналов 10 и запитывает потенциометр эквивалента 13-S. Первичная обмотка второго трансформатора 14-2 подключена к одной части потенциометра, первичная обмотка третьего трансформатора 14-3 подключена к другой части потенциометра. Выходы всех эквивалентов подключаются при проверках ко входам устройства ввода-вывода аналоговых сигналов 10 согласно заданию на испытание.

Программа управления испытанием загружается в контроллеры 1, 2 и 3 с компьютеров, подключенных к вычислительной сети оперативного управления 5. Аналогично в контроллер 4 загружается программа имитации объекта управления, используемая при поверках реализации программы управления. Управляющие контроллеры 1, 2 и 3 работают с тактом 10-20 мс. В каждом такте по интерфейсам обмена между контроллерами 1, 2 и 3 производится обмен оперативными данными и их выравнивание мажоритированием. В устройстве ввода-вывода дискретных сигналов 8 также производится мажоритирование подаваемых через адаптеры Space Wire на исполнительные органы команд и реализуется защита от выхода из строя одного из контроллеров 1, 2, 3. Выравнивание аналоговой информации, передаваемой из контроллеров 1, 2 и 3 через адаптеры Space Wire 9-1, 9-2 и 9-3 в устройство ввода-вывода аналоговых сигналов 10, осуществляется обычно по заданной в программе испытаний процедуре, используя прогнозируемые установки их значений. Дискретные сигналы, поступающие в контроллеры 1, 2 и 3 из устройства ввода-ввода дискретных сигналов 8 через адаптеры Space Wire 7-1, 7-2 и 7-3, также выравниваются в процессе описанного мажоритирования оперативных данных в начале каждого такта работы контроллеров. Разработанная программа имитации для проведения проверок загружается в контроллер 4. Эквиваленты датчиков подключаются к входам устройства ввода-вывода аналоговых сигналов 10. Устройство управления переводится в режим имитации. Задаваемые значения сигналов датчиков передаются из контроллера 4 в их эквиваленты. Количество эквивалентов определяется составом испытываемого изделия. Исполнительные органы при проверках работают на пониженном безопасном напряжении их питания.

Повышение надёжности испытаний изделий ракетно-космической техники обеспечивается более полным объёмом проверок функционирования систем управления, а также корректности задания программы испытания за счёт оснащения их универсальными программируемыми средствами имитации сигналов датчиков. Использование программируемого контроллера имитации позволяет реализовать не только штатные имитационные последовательности сигналов, но и более интеллектуальные модели, основанные на физических процессах с высоким коэффициентом подобия.

Дополнительными достоинствами предлагаемого решения является сокращение времени подготовки испытаний для обеспечения директивных сроков их проведения за счет автоматизации проверок систем управления и обеспечения работы системы управления при проверках в штатной (как при испытании) конфигурации.

Устройство управления стендовыми испытаниями изделий ракетно-космической техники, содержащее три контроллера, в которых первые и вторые входы-выходы подключены соответственно к вычислительной сети оперативного управления и вычислительной сети синхронизации и обмена, третий вход-выход первого контроллера соединён с четвёртым входом-выходом третьего контроллера, третий вход-выход которого соединён с четвёртым входом-выходом второго контроллера, третий вход-выход которого соединён с четвёртым входом-выходом первого контроллера, пятые входы-выходы первого, второго и третьего контроллеров соединены соответственно через первый, второй и третий адаптеры SpaceWire с первым, вторым и третьим входами-выходами устройства ввода-вывода дискретных сигналов, шестые входы-выходы первого, второго и третьего контроллеров соединены соответственно через четвёртый, пятый и шестой адаптеры SpaceWire с первым, вторым и третьим входами-выходами устройства ввода-вывода аналоговых сигналов, отличающееся тем, что в него введены наборы датчиков тока и напряжения, частотного сигнала и потенциометрического типа, эквивалент индуктивного датчика перемещения и четвёртый контроллер, подключенный первым входом-выходом к вычислительной сети оперативного управления, вторым входом-выходом - к вычислительной сети синхронизации и обмена, третьим входом-выходом - по интерфейсу CAN к четвёртому входу-выходу устройства ввода-вывода дискретных сигналов и входам наборов эквивалентов датчиков тока и напряжения, частотных сигналов и потенциометрического типа, один из которых соединён с эквивалентом индуктивного датчика перемещения, содержащим три трансформатора, первичная обмотка первого из которых подключена при проверках к частотному выходу устройства ввода-вывода аналоговых сигналов, первичная обмотка второго трансформатора подключена к одному крайнему и среднему выводам потенциометра, первичная обмотка третьего трансформатора подключена к другому крайнему и среднему выводам потенциометра, а вторичные обмотки второго и третьего трансформаторов и выходы остальных эквивалентов датчиков подключаются к заданным входам устройства ввода-вывода аналоговых сигналов.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способу и системе управления полетом летательного аппарата. Система управления полетом содержит два блока обработки для управления приводом двигателя летательного аппарата, не менее двух датчиков для каждого блока обработки, аварийные средства связи.

Изобретение относится к средствам передачи данных в системе последовательной шины данных LIN. Технический результат заключается в обеспечении применения двух или более идентичных исполнительных LIN-модуля, без необходимости присвоения им индивидуальных меток в потоке данных системы шины данных LIN.
Система управления полетом летательного аппарата содержит два блока обработки, средства двухсторонней связи между первым и вторым блоками обработки, выполненные с возможностью быть активными одновременно, аварийные средства связи, содержащие сеть датчиков или приводов и защищенную бортовую сеть для авионики.

Группа изобретений относится к предохранительным устройствам. Защитное устройство отказобезопасных систем управления содержит блок контроля, блок тестирования и выходной каскад, имеющий по меньшей мере один контактный элемент.

Группа изобретений относится к способу и устройству для управления резервированием электронного блока. Для осуществления способа включают в работу все группы органов управления и индикации, непрерывно выполняют их контроль на доступность и готовность к эксплуатации, распределяют управляющие сигналы между доступными и готовыми к эксплуатации электронными модулями.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти применение в составе бортовых систем управления общесамолетным или вертолетным оборудованием.

Предложены способы и система для перехода в резервный режим обратной связи вспомогательного контура при регулировании технологического процесса. Устройство содержит вспомогательный контур обратной связи, имеющий первый режим и второй режим.

Группа изобретений относится к переключающим устройствам. Технический результат - создание средств переключения, обеспечивающих то, что отдельные ветви оборудования распределения энергии надежно подключаются или отключаются.

Группа изобретений относится к вычислительной технике и может быть использована для управления процессорами с использованием резервирования. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости.

Изобретение относится к современным пилотажно-навигационным комплексам (ПНК) летательных аппаратов (ЛА) и их бортовой аппаратуре и предназначается в основном для формирования сигналов управления резервированными с помощью мажоритарных элементов системами радиоавтоматики и системами автоматического управления ЛА.

Изобретение относится к программируемым логическим контроллерам. В способе генерации событий на основе данных системы автоматизации в интеллектуальном программируемом логическом контроллере, работающем во множестве циклов управления, в течение каждого цикла управления, включенного во множество циклов управления, генерируют события в цикле посредством интеллектуального программируемого логического контроллера.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в упрощении управления систем для проектирования приложений автоматизации.

Изобретение относится к усовершенствованной системе для управления конвейерной системой в технологической линии по выпуску стеновых плит. Система содержит процессор компьютера, модуль настройки зоны нечувствительности и базу данных для хранения по меньшей мере одной статистической информации указанных входных данных в течение предварительно определяемого периода.

Группа изобретений относится к системам программного управления. Способ для защиты вентилятора, заключающийся в том, что получают координатные данные вентилятора и определяют то, выходят или нет координатные данные за рамки предварительно установленного состояния вентилятора.

Настоящее изобретение относится к способу определения расхода сжатого воздуха для определения суммарного расхода сжатого воздуха, используемого на всей производственной линии, имеющей множество объектов технологического оборудования, которые используют сжатый воздух.

Изобретение относится к системам производства. Производственный модуль для обработки продукта или манипулирования продуктом в системе производства содержит модуль обнаружения продукта; порты передачи продукта на смежные производственные модули; модуль взаимодействия для назначения смежного производственного модуля одному из портов передачи и память данных для хранения локальной таблицы соответствия.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в возможности аналоговой токовой петли обеспечивать компонент устройства вторичным рабочим напряжением, полученным от аналоговой токовой петли в отсутствие источника первичного рабочего напряжения.

Изобретение относится к области устройств и способов дистанционного управления бытовой техникой, в частности, посредством мобильного телефона пользователя. Техническим результатом является обеспечение возможности распознавания мобильным телефоном управляемых устройств по направлению положения и/или движению в пространстве мобильного телефона и полученных данных с датчиков, а также выбора режима работы мобильного телефона, что повышает точность совпадения намерения пользователя и передаваемых команд управления.

Изобретение относится к системе и способу управления жизненным циклом крепежных деталей изделия, состоящего из множества составных частей. Технический результат заключается в автоматизации управления жизненным циклом крепежных деталей изделия, состоящего из множества составных частей.

Изобретение относится к способам систематизации видеоданных производственного процесса. Техническим результатом является повышение эффективности использования камер видеонаблюдения для контроля производственного процесса в реальном времени, ускорение и повышение точности поиска видеоданных.

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию на многоцелевых станках с числовым программным управлением. Киберфизическая система мониторинга высокотехнологичного оборудования содержит измерительный преобразователь, средство памяти, блок сравнения, таймер и вычислительное устройство. Вычислительное устройство снабжено блоком интегрирования и блоком анализа, выход которого соединен с сигнальными блоками, срабатывающими при превышении заданного усилия и энергии деформации несущей системы станка. Повышается надежность работы оборудования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов при подготовке и проведении наземных стендовых испытаний изделий ракетно-космической техники. Устройство состоит из четырех контроллеров, связанных с вычислительными сетями оперативного управления и синхронизации и обмена. Контроллеры обеспечивают резервированную реализацию программы управления испытаниями, для чего в них реализуется процедура выравнивания оперативных данных через интерфейсы SpaceWire, кольцом соединяющие контроллеры. Прием информации с объекта управления и выдача на него управляющих сигналов выполняется черед адаптеры SpaceWire в устройствах ввода-ввода дискретных и аналоговых сигналов. Четвертый контроллер реализует при подготовке испытаний программу имитации работы объекта управления, посредством интерфейса CAN, управляя набором унифицированных эквивалентов датчиков различного типа, в том числе индуктивных датчиков перемещения, и обеспечивая выдачу сигналов имитации дискретных датчиков. Устройство обеспечивает повышение надежности проведения испытаний более полной проверкой функционирования системы управления. 1 ил.

Наверх