Методы активного резервирования с восстанавливающими элементами в устройствах автоматики служебных систем космических аппаратов

• Автор: Горностаев, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Железногорск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
Глава 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ
С ВОССТАНАВЛИВАЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1 Существующие методы резервирования с ВЭ
1.2 Методы пассивного резервирования с ВЭ
1.3 Методы активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ
1.4 Постановка задачи исследования особенностей реализации средств восстановления в трехканальных АИС
1.5 Выводы
Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РЕАЛИЗАЦИИ
СРЕДСТВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ В ТРЕХКАНАЛЬНЫХ АДАПТИВНЫХ ИЗБЫТОЧНЫХ СИСТЕМАХ
2.1 Применение методов активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ
2.2 Реализация УКН
2.3 Реализация УДН
2.4 Реализация перестраиваемых ВЭ
2.5 Выводы
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СРЕДСТВ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ НА РЕАЛИЗАЦИЮ
ТРЕХКАНАЛЬНЫХ ИЗБЫТОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
3.1 Реализация трехканальных триггерных устройств
3.2 Реализация трехканальных устройств деления частоты
3.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ: Акт о внедрении результатов научных исследований

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АИС - адаптивная избыточная система;
АК - аналоговый коммутатор;
ВБР - вероятность безотказной работы;
ВИП - вторичный источник питания;
ВЭ - восстанавливающий элемент;
НЭО - наземно-экспериментальная отработка;
КА - космический аппарат;
OB - одновибратор;
ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема; ПУ - пороговое устройство;
РИ - расширитель импульсов;
РКТ - ракетно-космическая техника;
РУ - резервируемое устройство;
САС - срок активного существования;
СБ - счетный блок;
СЗ - схема задержки;
УА - устройства автоматики;
УДН - устройство диагностики неисправностей;
УКН - устройство контроля неисправностей;
ЭРИ - электрорадиоизделия;
Современной уровень развития ракетно-космической техники (РКТ) характеризуется разработкой высоконадежных служебных систем космических аппаратов (КА) с длительным сроком активного существования (САС), включающих в себя комплекс устройств автоматики (УА). Требования обеспечения высокой надежности при длительных САС (10 и более лет) относятся и к служебным системам КА, и к их УА, обеспечивающих энергетику, тепловые режимы, ориентацию и коррекцию КА. Требуемая для УА вероятность безотказной работы (ВБР) - не менее 0,996.
Непрерывный рост сложности УА, их миниатюризация, увеличение скорости представления, обработки и передачи информации, широкое использование микроЭВМ для сбора и обработки данных, формирования и выдачи управляющих воздействий, ответственность выполняемых функций и др. поставили перед инженером-разработчиком ряд проблем, связанных с обеспечением высокой надежности.
Решение этих проблем на этапе проектирования УА в значительной мере зависит от выбора надежных схемно-конструкторских решений, введения различных видов избыточности, обеспечения определенных запасов работоспособности. Критерием эффективности выбранных решений на данном этапе являются количественные требования в виде вероятностных показателей надежности на УА.
В общем случае УА могут содержать как цифровые, так и аналоговые устройства. Для цифровых устройств проблему обеспечения заданной надежности приходится решать с учетом дискретного характера работы элементов, наличия двух видов неисправностей (отказы и сбои). Для аналоговых устройств, для которых информация представляется в аналоговой (непрерывной) форме, эта проблема должна быть решена с учетом точности выполнения заданных функций. Учет этих особенностей приводит к тому, что оценка надежности УА должна производиться по нескольким показателям. В качестве основных показателей

Особенностью схемы является то, что она для установки триггерных схем в исходное состояние и блокировки каналов АИС обеспечивает формирование импульсов сброса АфИС всегда гарантированной длительности независимо от времени /вип нарастания выходного напряжения ВИЛ до порогового уровня, когда цепь АК замкнута воздействием сигнала Р„ порога срабатывания и конденсатор С поддерживается в разряженном состоянии, и независимо от длительности /пр просадки выходного напряжения ВИЛ ниже порогового уровня, когда &5>-триггер переключается на формирование импульса сброса со снятием сигнала обратной связи и цепь АК продолжает находиться в замкнутом состоянии от воздействия сигнала Рп порога срабатывания и поддерживает конденсатор С в разряженном СОСТОЯНИИ. При ЭТОМ длительность /уСТ формируемых импульсов установки триггерных схем в исходное состояние при подаче напряжения питания и длительность /бл блокировки каналов АИС при просадках напряжения питания определяются соотношениями:
ty<л = tsm + tRc, (2.2.1)
кл = Ц + кс- (2.2.2)
Здесь кс - постоянная составляющая, определяемая временем заряда конденсатора времязадающей ЛС-цепи. Постоянную составляющую /дс необходимо выбирать из условия исключения «явления гонок» при установке совокупности триггерных схем в исходное состояние и перестройке ВЭ при очень коротких просадках, вызванных воздействием помех.
Приведенный пример реализации УКН ВИП для случая постоянных отказов, позволяет производить диагностику неисправностей ВИП в каналах АИС по одному набору признаков неисправностей /*](/) = {лРфИС(1к), л/7фИС(2к), л^Фис(Зк)}, где л - условное обозначение инверсии. При этом по результатам диагностики набора признаков неисправностей Р(г) в случае возникновения неисправностей ВИП в двух каналах в виде постоянного отказа может быть обеспечен за счет перестройки ВЭ перевод АИС в режим выбора третьего канала с исправным ВИП. Следует иметь в виду, что в таком случае перестройка ВЭ на