Спосіб автоматизованої оцінки телеметричної інформації про стан бортових систем космічних апаратів

Спосіб автоматизованої оцінки телеметричної інформації про стан бортових систем космічних апаратів (КА), який полягає в тому, що отримують телеметричну інформацію, проводять попередню обробку телеметричної інформації, розраховують та формують статистичн у модель стану космічного 3 33404 сеанси управління з КА та здійснюють видачу управляючих впливі. Суть запропонованої корисної моделі в способі автоматизованої оцінки телеметричної інформації про стан бортових систем космічних апаратів полягає у тому, що отримують телеметричну інформацію, проводять попередню обробку телеметричної інформації, розраховують та формують статистичну модель стану космічного апарату, проводять аналіз статистичного стану, проводять сеанси управління з КА та здійснюють видачу управляючих впливі, та відрізняється тим, що після операції проведення попередньої обробки телеметричної інформації, розраховують та формують динамічну модель стану космічного апарату, проводять аналіз динамічного стану КА, формують інтегральну оцінку про стан бортових систем космічних апаратів, проводять сеанси управління з КА та здійснюють видачу управляючих впливів. Неперервні процеси в бортових системах КА, можуть бути як з повільним протіканням, так і достатньо динамічними. В цьому випадку телеметричні параметри, які їх характеризують, діляться на швидкозмінні та повільно змінні. Якщо за критерій динамічності взяти максимальну швидкість зміни параметру Vmax за період опитування датчика ∆t, то до швидкозмінних параметрів відносяться параметри, які відповідають умові: 3 se Vmax ³ 2 Dt В свою чергу, повільно змінні параметри можуть бути поділені на статичні и динамічні. Статичні параметри практично не змінюють свої значення за час проведення сеансу зв'язку tc: 3s Vmax £ e tc а для динамічних виконується умова: 3s e 3se £ Vmax £ tc 2Dt Дані статичної моделі використаються при формуванні управляючих впливів для зміни структурних Zc станів КА (управління конфігурацією, включення/вимикання напівкомплектів службових апаратур) і проведення програми сеансу зв'язку. У загальному випадку функціонування системи управління КА може бути представлено залежністю x(t+1)=f[x(t),V(t)], де x(t) - вектор стану КА в момент часу t з компонентами х1, х2 ,..., хn; V(t) - вектор управляючих впливів у момент часу t з компонентами u1, u2,...,un . Компонентами вектора стану КА х1, х2,..., хn; є фактичні телеметричні параметри, що характеризують статичний стан (множину статичних станів) КА в момент часу t, а вектор управляючих впливів сформований з певною точністю й об'єктивністю ухвалення рішення, що визначається повнотою інформації про стан КА й оперативністю вживання заходів. Математичний опис об'єктів управління прямо залежить від характеру процесів, що протікають в об'єкті й вимірювальній системі. Безперервні об'єкти управління можливо визначити системою звичайних лінійних рівнянь 4 Z(t)=F(t) Z(t)+G(t) W(t)+C(t) R(t); ZH(t)=H(t) Z(t)+V(t), Y(t)=H(t) Z(t), t≥t0, де Z(t) - n - мірний вектор стану; W(t) -p - мірний вектор збурювання; R(f) -r - мірний вектор управління; V(t) -m - мірний вектор погрішностей; F(f), G(t), C(t) - матриці з розмірностями nxn, nxр, n xr, H(f) - матриця вимірів з розмірністю mxn. В ході сеансу зв'язку й отримання телеметричних параметрів стає можливим їхня динамічна оцінка (оцінка тенденцій зміни параметрів), при цьому інтерес представляє не абсолютні значення, а зміна значень параметрів. Зміна станів відбувається під впливом керуючих впливів R(t) і збурювань середовища W(t). Завданням системи оцінки технічного стану є досягнення мінімуму різниці між реальним вектором стану Zp(t) і розрахунковим вектором стану Zp(t), сформованим системою ухвалення рішення в умовах тимчасових обмежень на ухвалення рішення Zрл(t) - Zрс(t)→min, де Zрл(t) - реальний вектор стану; Zрс(t) - розрахунковий вектор стану. В випадках, коли множини параметрів недостатньо для прийняття правильного рішення (або один чи кілька параметрів вийшли за встановлені для них межі) наступає суб'єктивізм та достовірність правильного оцінювання знижується. В цьому випадку поряд з статичними необхідно використовувати і динамічні оцінки ТМП. В запропонованому способі використовується наступна лінгвістична змінна: W = w, T (w),U, G, M де ω - найменування (назва) лінгвістичної змінної (швидкість, напруга, температура); Т={t1,..tr} - терм - множина значень, сукупність її лінгвістичних значень (мала, середня, помірна, висока); U - носій (область визначення термів); G - синтаксичне правило, що породжує терми множини T; М - семантичне правило, яке кожному лінгвістичному значенню ω ставить в відповідність його зміст М(ω), при чому М(ω) означає нечітку підмножину носія U. Основою для формування дерева логічного висновку є значення величин змін (а не абсолютних значень) одного телеметричного параметру, взяті в різні моменти часу. Оскільки при оцінці тенденції зміни параметра нас цікавлять саме зміни значень параметрів, а вихідна інформація представлена в нечіткому вигляді, необхідно провести фазифікацію величини зміни параметрів. В даному способі була використана Гаусівська функція належності, яка досить проста (має 2 параметри налагодження) та досить універсальна: é 2ù æ x - bö ú f (x ) = exp ê- ç ÷ ê è c ø ú ë û де х - значення вхідного параметру, що підлягає фазифікації, b - координата максимуму функції, 5 33404 с - коефіцієнт концентрації - розтягу функції. Перехід від класичного виду представлення часових інтервалів до формування в вигляді нечітких множин відбувається з використанням операцій фазифікації з використанням відповідних функцій належності Стан бортових систем КА характеризується наявністю великої кількості телеметричних параметрів, сукупність яких характеризує технічний стан системи. Множина статичних і динамічних оцінок складає область нечітких знань про технічний стан досліджуваної системи. На Фіг.1 приведено схему запропонованого способу автоматизованої оцінки телеметричної інформації про стан бортових систем космічних апаратів, кінцевим етапом якого є формування інтегральної оцінки стану КА та проведення сеансів управління з видачею управляючих впливів на борт КА. Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 6 Реалізація запропонованої корисної моделі дозволяє забезпечити автоматизацію процесу оцінки телеметричної інформації про стан бортових систем космічних апаратів та забезпечити достовірність оцінки процесів, що протікають на борту КА. Перелік посилань 1. Космические радиотехнические комплексы /Под общ. редакцией Г.В. Стогова - М.: МО СССР, 1986 - 626с. - аналог. 2. Спосіб динамічної оцінки телеметричного параметру: Патент на корисну модель №26698. Україна, МПК B64G1/24. Загорулько О.М., Моргун О.А., Козелков К.С. - №U200700827; Заявл. 26.01.073. Опубл. 10.10.07. Бюл. №16. - 6с. - прототип. Спосіб автоматизованої оцінки телеметричної інформації про стан бортових систем космічних апаратів Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601