Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Проектирование летательных аппаратов

Диссертационная работа:

Горностаев Алексей Иванович. Методы активного резервирования с восстанавливающими элементами в устройствах автоматики служебных систем космических аппаратов : диссертация... кандидата технических наук : 05.07.02 Железногорск, 2007 108 с. РГБ ОД, 61:07-5/2951

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИИ 3

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

С ВОССТАНАВЛИВАЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 14

  1. Существующие методы резервирования с ВЭ 14

  2. Методы пассивного резервирования с ВЭ 20

  3. Методы активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ 25

  4. Постановка задачи исследования особенностей реализации средств восстановления в трехканальных АИС 33

1.5 Выводы 37
Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РЕАЛИЗАЦИИ

СРЕДСТВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ В ТРЕХКАНАЛЬНЫХ

АДАПТИВНЫХ ИЗБЫТОЧНЫХ СИСТЕМАХ 39

  1. Применение методов активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ 39

  2. Реализация УКН 48

  3. Реализация УДН 57

  4. Реализация перестраиваемых ВЭ 68

  5. Выводы 82 Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СРЕДСТВ

ВОССТАНОВЛЕНИЯ НА РЕАЛИЗАЦИЮ

ТРЕХКАНАЛЬНЫХ ИЗБЫТОЧНЫХ УСТРОЙСТВ 84

  1. Реализация трехканальных триггерных устройств 85

  2. Реализация трехканальных устройств деления частоты 91

  3. Выводы 100 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 105 ПРИЛОЖЕНИЕ: Акт о внедрении результатов научных исследований 108

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;

ОВ - 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;

Введение к работе:

Начало 60-х годов - время стремительного развития ракетно-космической техники (РКТ) в интересах обороны и народного хозяйства. Становлению РКТ сопутствовало формирование требований к эксплуатационным характеристикам КА при их использовании по целевому назначению. Так требования к сроку активного существования (САС) за относительно короткий промежуток времени выросли от 0,5-1 года до 3-5 лет, а далее до 7-10 и более. Требования обеспечения высокой надежности при длительных САС относились и к служебным системам КА, и к их устройствам автоматики (УА), обеспечивающих энергетику, тепловые режимы, ориентацию и коррекцию КА. Требуемая для УА вероятность безотказной работы (ВБР) - не менее 0,996.

КА с длительным САС, методы повышения их надежности впервые в России были созданы, апробированы и внедрены в производство в НПО ПМ под руководством академика М.Ф. Решетнёва. Методы повышения надежности УА служебных систем КА создавались в русле этих работ. Одним из эффективных методов повышения надежности, который нашел широкое применение при разработке УА, служит трехканальное резервирование с восстанавливающими элементами (ВЭ), способное обеспечить непрерывность работы УА при возникновении неисправностей в резервируемых устройствах (РУ). Применяемые для этого методы пассивного резервирования с ВЭ показали недостаточную эффективность использования резервного оборудования для коррекции ошибок, как при отказах, так и при сбоях РУ.

В диссертации аккумулированы результаты научно-исследовательских, проектно-конструкторских изысканий, выполненных автором или под его руководством, которые легли в основу более эффективных методов активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ, позволяющих автоматически перестраивать структуру резервирования адаптивной избыточной системы (АИС) при возникновении неисправностей в РУ.

Актуальность работы

Активное резервирование с перестраиваемыми ВЭ занимает особое место в обеспечении надежности УА и ставит своей целью сохранить работоспособность при возникновении различных неисправностей в РУ без перерыва в работе и обеспечить требуемую надежность систем КА. В связи с изложенным, недостаточно надежными электрорадиоизделиями (ЭРИ), большой стоимости работ по повышению их надежности, необходимо обеспечить требуемую надежность УА с сохранением заложенных технических параметров в течение длительной эксплуатации (10-15 лет). Уже с первых КА вопросы совершенствования и изыскания новых методов резервирования УА постоянно в поле зрения разработчиков РКТ. Указанные обстоятельства определяют актуальность работы.

Представленная диссертационная работа выполнена в НПО ПМ по планам реализации директивных документов Совмина СССР, Росавиакосмоса, направленных на увеличение САС КА, разрабатываемых НПО ПМ (Решение комиссии Президиума СМ СССР по ВПВ от 17.04.84г №116 «О подготовке к представлению плана работ по дальнейшему увеличению САС КА связи», Федеральная программа России на 2001-2005гг., утвержденная постановлением Правительства РФ от 30 марта 2000г №288 и др.).

Цель работы

Разработка более эффективных методов активного резервирования с перестраиваемыми восстанавливающими элементами, позволяющих повысить эксплуатационную надежность устройств автоматики служебных систем космических аппаратов в течение срока активного существования в условиях возникновения различных видов неисправностей в резервируемых устройствах.

Научная новизна заключается в разработке методов активного резервирования с перестраиваемыми восстанавливающими элементами, позволяющих строить адаптивные избыточные системы, способные сохранять непрерывность работы устройств автоматики при возникновении неисправностей в резервируемых устройствах без введения дополнительных элементов замещения.

Основные задачи исследования:

- определение особенностей применения в адаптивных избыточных системах
методов активного резервирования с перестраиваемыми восстанавливающими
элементами и необходимого состава средств восстановления для исключения
распространения ошибок по структуре резервирования;

- изыскание математико-алгоритмических методов выбора оптимального
состава резервируемых устройств в адаптивных избыточных системах для
обеспечения заданного уровня надежности устройств автоматики;

- разработка для трехканальных адаптивных избыточных систем алгоритмов
перестройки восстанавливающих элементов согласно принципам адаптации и
реабилитации, которые определяют необходимый состав средств восстановления;

- изыскание схемотехнических решений средств восстановления,
позволяющих при построении конкретной адаптивной избыточной системе
минимизировать аппаратные затраты на средства восстановления;

- разработка рекомендаций по реализации в адаптивной избыточной системе
трехканальных избыточных устройств на микросхемах с учетом ряда особенностей,
характерных для интегрального базиса;

- обеспечение перехода к более эффективным методам проверок резервного оборудования при функциональном контроле и испытаниях устройств автоматики, основанным на нарушении мажоритарной избыточности адаптивной избыточной системы внешними управляющими воздействиями.

Практическая ценность и реализация результатов работы подтверждаются:

использованием предложенной методологии активного резервирования с ВЭ в практике разработки УА служебных систем КА, создаваемых и выпускаемых НПО ПМ с учетом этой методологии более 15 лет, и положительными результатами их эксплуатации;

включением научно-методических разработок в нормативно-технические и технологические документы НПО ПМ по конструированию и наземной экспериментальной отработки (НЭО) УА;

- увеличением вероятности безотказной и бессбойной работы УА,
реализованных по методам активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ;

- признанием изобретениями ряда трехканальных АИС и устройств.

Личное участие автора

Автору принадлежат разработка методов активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ, исследование особенностей применения этих методов в трехканальных АИС, разработка математико-алгоритмических методов выбора оптимального состава РУ в структуре АИС и алгоритмов перестройки ВЭ, реализация всей совокупности средств восстановления, а также выработка рекомендаций по реализации трехканальных избыточных устройств, разработка методологии проведения экспериментальных исследований и непосредственное участие в НЭО разработок НПО ПМ, реализуемых по этим методам.

Достоверность результатов обеспечивается экспериментальным подтверждением эффективности методов активного резервирования с перестраиваемыми ВЭ путем имитации неисправностей при испытаниях УА, расчетным оценкам ВБР, результатами натурной эксплуатации УА в составе изделий «Экран-М», «Глобус».

Практическое значение работы

Результаты работы позволили:

систематизировать существующие методы резервирования с ВЭ и на основе проведенной классификации выявить достоинства и недостатки при их выборе для повышения эксплуатационной надежности УА;

расширить возможности резервирования, увеличив для разработчиков УА арсенал методов резервирования с ВЭ;

- создать базу унифицированных схемотехнических решений средств
восстановления, пригодных для построения любых трехканальных АИС независимо
от их функционального состава и характера функционирования.

Апробация работы

Основные положения и научные результаты докладывались и обсуждались на научно-технических советах отделения 600 НПО ПМ (1987 г, 2006 г),

Международной научно-технической конференции «Проблемы обеспечения качества изделий в машиностроении» (Красноярск, 1994 г), X Международной научной конференции «Решетнёвские чтения» (Красноярск, 2006 г).

Опытный образец трехканальных избыточных устройств АИС экспонировался на ВДНХ СССР «НТТМ-87» (Москва, 1987 г), а всей АИС - на выставке «ЭКСПО-91» (Пловдив, 1991 г).

Публикации

Основные результаты работы изложены в 16 публикациях, в том числе в 4 научных статьях, 10 изобретениях, 1 репринте, 1 отчете по НЭО.

Структура и объем диссертации

Подобные работы
Голиковская Клара Федоровна
Оптимизация работы и динамический анализ системы терморегулирования космического аппарата
Бондаренко Виталий Григорьевич
Надежность функциональных систем длительно эксплуатирующихся летательных аппаратов
Рыцев Сергей Борисович
Разработка и исследование системы компактного интеллектуального производства деталей летательных аппаратов на базе скоростной технологии контурного послойного синтеза
Юфа Дмитрий Ильич
Разработка мультимедийного компьютерного алгоритма метода принятия проектных решений двухсредного аппарата в условиях многофакторной неопределенности
Ким Кван Хэ
Выбор оптимальных проектных параметров реактивного транспортного аппарата вертикального взлета и посадки с помощью метода множителей Лагранжа
Абделькадр Махамат Сейд
Разработка метода контроля заклепочных и болтовых соединений планера летательных аппаратов при эксплуатации по техническому состоянию
Лукасов Виктор Васильевич
Метод поиска неисправностей и его использование в обеспечении надежности летательных аппаратов
Гермези Масуд
Совершенствование методов расчета предельного формоизменения тонкостенных заготовок при изготовлении деталей летательных аппаратов
Ануров Юрий Михайлович
Эффективные методы интенсификации теплообмена в системах охлаждения лопаточных аппаратов высокотемпературных газовых турбин
Чунаев Михаил Викторович
Разработка нового метода проведения процессов и многофункционального аппарата в системах кондиционирования воздуха

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net