Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0213U005101, 0112U005087 , Науково-дослідна робота Назва роботи Розробка принципів побудови прецизійних систем управління малими космічними апаратами на основі концепції "гарантованого результату" та їх програмно-апаратної реалізації на проблемно-орієнтованих процесорах Назва етапу роботи Керівник роботи Кунцевич Всеволод Михайлович, Дата реєстрації 20-02-2013 Організація виконавець Інститут космічних досліджень НАН України та НКА України Опис етапу Мета НДР - розробка проблемно-орієнтованого процесора й дослідження ефективності його застосування в розв'язку задач управління малими космічними апаратами (МКА) з використанням алгоритмів, заснованих на гарантованому підході до математичної інтерпретації властивостей невизначеності - похибок вимірювань і зовнішніх збурень. Об'єкт дослідження - процеси проектування проблемно-орієнтованих процесорів для апаратної реалізації сучасних алгоритмів управління МКА. Методи дослідження - методи управління динамічними системами (ДС) в умовах невизначеності, методи лінійної алгебри, теорії стійкості й теоретичної механіки, теорії проектування обчислювальних систем, арифметики з фіксованою та плаваючою точкою. Розроблено проблемно-орієнтований процесор на основі програмованої логічної інтегральної схеми (ПЛІС) для реалізації алгоритмів оцінювання та управління у формату даних з плаваючою точкою (одинарної точності) за допомогою системи автоматизованого проектування Xilinx ISE (Integrated Software Environment) і виконано його моделювання за допомогою системи ModelSim Xilinx Edition III v.6.1e. На відміну від традиційної архітектури фон Неймановського типу, що має алгоритмічну універсальність, архітектура реконфігуровних пристроїв характеризується також структурною універсальністю й дозволяє створювати структуру для довільного алгоритму, коли структура не є постійною, а динамічно міняється залежно від виконуваної задачі (алгоритму). Розроблений процесор завдяки ПЛІС ефективно використає принцип реконфігуровності, який дозволяє простим перепрограмуванням кристала ПЛІС настроювати його на ефективну реалізацію заданого алгоритму, що визначає структурну універсальність. Реконфігурація структури здійснюється шляхом запису в кристал ПЛІС файлу конфігурації. Розроблені алгоритми оцінювання вектора стану, параметрів та управління ДС придатні для переносу на проблемно-орієнтований процесор на основі ПЛІС. На конкретному тестовому прикладі МКА були проведені обчислювальні експерименти, у яких порівнювалися характеристики процесів управління, що отримані з використанням розробленого процесору, з аналогічними характеристиками, які отримані за допомогою спеціально розробленої програми на персональному комп'ютері. Результати експериментів показали високу точність та швидкодію процесора і, як наслідок, потенційну можливість його використання в більш складних реальних системах. Опис продукції Розроблено сучасний проблемно-орієнтований процесор в елементному базисі програмованої логічної інтегральної схеми (ПЛІС) для апаратної реалізації робастних алгоритмів оцінювання вектору стану та управління динамічних систем, які відповідають вимогам сучасних систем управління малими космічними апаратами (МКА) та тенденціям їх розвитку. Перевага розробленого процесору над існуючими аналогами полягає у використанні принципу реконфігуровності для побудови високопродуктивних комп'ютерних засобів, що забезпечує можливості модернізації згаданих алгоритмів та оперативну заміну їх структури (реконфігурацію) для збереження працездатності МКА у випадках виявлених відмов його елементів в польоті. Автори роботи Бабій Н.А Волосов Віктор Вікторович Губарев Вячеслав Федорович Кравченко Аліна Вікторовна Кунцевич Всеволод Михайлович Лазутіна Лілія Григорівна Царук Ніна Петрівна Шевченко Володимир Миколайович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити