МОДЕЛИРОВАНИЕ БОРТОВЫХ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ В ТРЕНАЖЕРАХ ПИЛОТИРУЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

© Е.В.Полунина
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2004 г.

Качество тренажера и эффективность подготовки экипажей на нем в первую очередь определяются объемом моделируемых бортовых систем и степенью подобия этих моделей штатным системам. Следовательно, проблема разработки и реализации в тренажерах моделей бортовых систем является одной из наиболее актуальных и сложных при создании тренажеров пилотируемых космических аппаратов (ПКА). Отдельной проблемой при создании тренажеров является моделирование бортовых цифровых вычислительных комплексов (БЦВК), которые составляют основу системы управления современных ПКА.

В докладе рассматриваются вопросы разработки метода и средств для создания функциональных моделей БЦВК в тренажерах ПКА на уровне моделирования процесса функционирования программно-аппаратной платформы БЦВК совместно с выполнением алгоритмов рабочих программ полета.

На основе проведенного анализа задач, решаемых БЦВК, а также существующих способов моделирования процесса его функционирования на тренажерах предложено использовать функциональное моделирование, которое позволяет наиболее полно реализовать обучающие свойства тренажера. Отмечается, что применение существующих систем имитационного моделирования для моделирования бортовых вычислительных средств на тренажерах ПКА неэффективно из-за низкой наглядности построенной модели, трудности контроля и управления моделью, а также больших затрат на программирование, отладку и модификацию модели, поэтому целесообразна разработка аппарата формализованного описания и технологии создания модели процесса функционирования БЦВК для тренажеров ПКА. Показано, что в качестве основы для разрабатываемого метода моделирования БЦВК на уровне выполнения алгоритмов рабочих программ полета возможно и целесообразно использовать аппарат сетей Петри при условии его модификации и расширения. Определен набор операций на множестве И-сетей, позволяющий конструировать корректные И-сети из подсетей, в рамках единой модели переходить с одного уровня детализации на другой. Для введенных операций определен порядок формирования структуры данных результирующих И-сетей из структур данных исходных сетей. Предложен метод создания функциональных моделей БЦВК. Предложена и опробована технология создания И-сетевой модели БЦВК на примере дискретного контура управления ориентацией ПКА. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение системы имитационного моделирования сложных систем на основе И-сетей, которое позволяет: осуществлять быстрое и надежное конструирование модели; поддерживать интерфейс пользователя на всех этапах проектирования, отладки и реализации модели; обеспечить расширенные возможности средств отладки и контроля, а также графическое отображение процесса функционирования модели; осуществлять предварительный анализ модели без ее реализации; подключать в процессе имитации программы сбора и анализа статистических данных.