Бортовой управляющий комплекс сверхмалой космической платформы

Скачать

Выбор схемы построения бортового управляющего комплекса космическим аппаратом, его кроссплатформенная программная реализация на базе Stateflow-моделей трех его подсистем. Особенности верификации, отработки кода конфигурации на лабораторном макете.

Размер: 1,1 M
Тип: дипломная работа
Категория: Астрономия
Скачать

Другие файлы:

Разработка космической навигационно-информационной системы
Выбор состава и орбитального построения космической навигационно-информационной системы (выбор числа орбит, числа орбитальных элементов системы и опре...

Авиационный бортовой комплекс обороны Талисман
Авиационный бортовой комплекс обороны Талисман предназначен для обеспечения защиты самолетов: от всех типов авиационных и зенитных управляемых ракет с...

Бортовой комплекс обороны вертолетов Амулет
Бортовой комплекс обороны вертолетов Амулет предназначен для обеспечения защиты вертолетов: от всех типов авиационных и зенитных управляемых ракет с а...

Ремонт кузова универсальной платформы
Основные элементы конструкции и технические данные универсальной платформы 13-4012. Периодичность и сроки технического обслуживания агрегата. Ремонт и...

Изготовление устройства "Бортовой тахометр"
Разработка технологического процесса и проектирование участка сборочного цеха по изготовлению изделия "Бортовой тахометр". Расчет непрерывно-поточной...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

  • Список сокращений
  • Введение
  • 1 Систематизация задач и выбор схемы построения бортового управляющего комплекса
  • 1.1 Анализ типовых функций БКУ сверхмалой космической платформы
  • 1.2 Обоснование схемы построения и выбор элементной базы реализации БКУ
  • 1.3 Выбор способа кроссплатформенной программной реализации функций БКУ
  • 2. Разработка кроссплатформенной программной реализации бортового управляющего комплекса
  • 2.1 Разработка SF-модели алгоритма приема и обработки командно-программной информации
  • 2.2 Разработка SF-модели алгоритма сбора и обработки телеметрической информации
  • 2.3 Разработка SF-модели алгоритма управления системой энергоснабжения
  • 3. Практическая реализация бортового управляющего комплекса в базисе ПЛИС FPGA
  • 3.1 Создание лабораторного макета БКУ сверхмалой космической платформы
  • 3.2 Автоматическая генерация кода конфигурации ПЛИС на базе модели БКУ
  • 3.3 Верификация кода конфигурации по технологии Model-Based Design
  • Заключение
  • Список использованных источников

Список сокращений

АБ

- аккумуляторная батарея

БКУ

- бортовой комплекс управления

БРТК

- бортовой радиотехнический комплекс

КА

- космический аппарат

КИА

- контрольно-измерительная аппаратура

НКУ

- наземный комплекс управления

ПЛИС

- программируемая логическая интегральная схема

ПН

- полезная нагрузка

ПО

- программное обеспечение

РК

- разовые команды

САПР

- система автоматизированного проектирования

СБ

- солнечная батарея

СМКА

- сверхмалый космический аппарат

СЭС

- система энергоснабжения

ТМ

- телеметрия

ТМИ

- телеметрическая информация

ASIC

- Application Specific Integrated Circuit (интегральная схема специального назначения)

CCSDS

- Consultative Committee for Space Data Systems (Международный Консультативный Комитет по космическим системам передачи данных)

GMSK

- Gaussian Minimum Shift Keying (Гауссова модуляция с минимальным сдвигом частоты)

HIL

- Hardware-in-the-Loop (аппаратное тестирование в петле)

FIL

- FPGA-in-the-Loop (тестирование FPGA в петле)

FPGA

- Field Programmable Gate Array (программируемая логическая интегральная матрица)

IP-core

- Intelligent Property Core (ядро интеллектуальной собственности)

MIL

-Model-in-the-Loop (модельное тестирование в петле)

MPPT

-Maximum Power Point Tracking (отслеживатель максимальной силовой точки)

RTOS

- Real Time Operation System (операционная система реального времени)

RTW

- Real Time Workshop (мастерская реального времени)

SIL

- Software-in-the-Loop (программное тестирование в петле)

SF

- Stateflow (диаграмма состояний)

Введение

Разработка и верификация программного обеспечения для бортовых комплексов управления космических аппаратов является сложной многоуровневой задачей, выполнение которой в настоящее время занимает годы. Существует возможность значительно уменьшить это время за счет автоматизации разработки программного обеспечения на базе средств и методов компании MathSoft, обеспечивающих процесс автоматической генерации программных кодов для выбранных аппаратных платформ из визуальных моделей Stateflow и Simulink среды MATLAB. Разработка ПО сводится, таким образом, к построению визуальных моделей управляющих алгоритмов, проверке их адекватности с использованием моделей источников сигналов и генерации программного кода, оптимизированного под особенности аппаратной платформы (процессоры, контроллеры, ПЛИС).

С учетом новизны предлагаемого подхода для отечественных разработчиков и наличия определенной степени недоверия к технологии Model-based Design со стороны заказчиков ПО, актуальным является подтверждение функциональности автоматически сгенерированного в среде MATLAB ПО.

Целью работы является выбор концепции построения бортового управляющего комплекса научно-образовательной микроспутниковой платформы, а также его программная реализация по технологии Model-Based Design. Для достижения поставленных целей в работе решаются следующие задачи: выбор схемы построения на основе анализа распространено-используемых, разработка имитационной модели в среде Simulink и Stateflow, автоматическая генерация HDL кода и его верификация, отработка кода конфигурации на лабораторном макете.

В первом разделе решается задача выбора схемы построения бортового управляющего комплекса наноспутника и способа программной реализации.

бортовой управляющий комплекс космический

Во втором разделе решаются задачи разработки кроссплатформенной программной реализации бортового управляющего комплекса на базе Stateflow-моделей трех его подсистем: приема и обработки командно-программной информации, сбора и обработки телеметрической информации и управления системой энергоснабжения.

В третьем разделе решается задача практической реализации созданного программного обеспечения для работы бортового управляющего комплекса в базисе ПЛИС. Проводится верификация моделей по технологиям Model-Based Design с использованием лабораторного макета. Также рассматривается вопрос о проблемах автоматической генерации HDL-кода из имитационной модели Simulink.

Материалы работы прошл...