Файл: Шаталов, В. А. Применение ЭВМ в системе управления космическим аппаратом.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 116

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2

 

Продолжение

 

 

со

О сн овн ы е ф азы п о л е т а КК

О сн о в н ы е за д а ч и , р е ш а е м ы е н а б о р т у К К

 

„А поллон"

при п о м о щ и Б Ц В М

ж

11

Расстыковка

основного

бло­

 

 

 

 

 

 

ка КК и лунного корабля

 

 

 

 

 

 

12

Перевод основного

блока

КК

Задачи, аналогичные фазе № 9

 

 

на новую орбиту

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Перевод лунного КК на эл­

Выставка ГСП лунного корабля

 

 

липтическую

орбиту

с

перисе­

Уточнение импульса скорости, необходи­

 

лением ~ 1 5

км

 

 

 

мого для перевода КК на

эллиптическую

 

 

 

 

 

 

 

орбиту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение скорости и положения лун­

 

 

 

 

 

 

 

ного корабля в пространстве при включен­

 

 

 

 

 

 

 

ной двигательной установке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формирование управляющих сигналов си­

 

 

 

 

 

 

 

стемы стабилизации

 

 

 

14

Посадка лунного

корабля

Управление движением центра масс

 

 

 

 

 

 

 

Формирование

управляющих

сигналов;

 

 

 

 

 

 

 

системы стабилизации

 

 

 

15

Старт взлетной ступени лун­

Уточнение ориентации ГСП лунного ко­

 

ного корабля

и выход

ее

на рабля

 

 

 

 

 

начальную

селеноцентрическую

Расчет траектории движения

и

скорости:

 

орбиту

 

 

 

 

 

Определение

положения

 

 

 

 

 

 

 

взлетной ступени в пространстве при вклю­

 

 

 

 

 

 

 

ченной двигательной установке

 

сигналов

 

 

 

 

 

 

 

Формирование

управляющих

 

 

 

 

 

 

 

системы стабилизации

 

 

 

16

Переход

взлетной

ступени

Уточнение ориентации взлетной ступени'

 

на орбиту с высотой в

~ 83 км

Расчет траектории движения

и

скорости-

 

 

 

 

 

 

 

Определение

положения

 

 

 

 

 

 

 

в пространстве.

управляющих

сигналов

 

 

 

 

 

 

 

Формирование

 

 

 

 

 

 

 

системы стабилизации

 

 

 

17

Сближение

основного

блока

Уточнение ориентации

КК

и

взлетной

 

КК и лунного корабля,

прича­ ступени

 

 

 

 

 

ливание и стыковка

 

 

 

"Расчет траектории движения

и

скорости

 

 

 

 

 

 

 

Определение

положения

впространстве при работающем двигателе Формирование управляющих сигналов

 

 

 

 

 

 

 

системы стабилизации

 

 

18

Переход

с

селеноцентриче­

Обработка навигационных

измерений

 

ской

орбиты

на

траекторию

Уточнение ориентации ГСП КК

для пере­

 

возвращения к Земле

 

Уточнение импульса скорости

 

 

 

 

 

 

 

хода на орбиту полета к Земле

скорости

 

 

 

 

 

 

 

Определение положения

и

 

 

 

 

 

 

 

в пространстве при работающей двигатель­

 

 

 

 

 

 

 

ной установке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формирование управляющих сигналов си­

19

Коррекции траектории

пере­

стемы стабилизации

 

 

Задачи, аналогичные фазе № 3

 

 

лета

к

Земле

(программой

 

 

 

 

предусматривается

в

случаь

 

 

 

 

необходимости

проведение трех

 

 

 

 

коррекций)

 

 

 

 

 

 

 

16»



Продолжение

2

 

 

 

 

 

 

т

о с н о в н ы е ф азы

п о л ета К К

О сновны е за д а ч и , р е ш а е м ы е

н а б о р ту

К К

не­

 

„А поллон -

при п о м о щ и Б Ц В М

 

2

 

 

 

 

 

 

20

Отделение командного

отсе-

 

 

ка от служебного отсека

отсе­ Определение положения и скорости в про­

21

Вход

командного

ка

с экипажем

в атмосферу странстве

вектора

скоро­

Земли

 

 

Управление ориентацией

сти для обеспечения движения командного отсека в заданном коридоре входа в атмо­ сферу

К первой группе следует отнести операции сложения, вычита­ ния, сравнения, различных передач. Общее число операций типа сложения определяется соотношением

 

 

N сл = «сл + kxnB-j- k2ncр -f-ksnneV,

(7. 3)

где Пси,

«в, Пер, «пер —число операций

сложения, вычитания

 

 

сравнения, передачи команд;

 

 

 

ku k2, k3— коэффициенты пропорциональности, учи­

 

 

тывающие соотношение между временем

 

 

выполнения стандартной операции сло­

 

 

жения и операциями другого типа.

 

Ко второй группе можно отнести операции типа умножения,

деления,

сдвигов. В этом случае общее

число операций

типа

умножения запишется в виде

 

 

 

 

Му—% + &4«д~Ь ^5«СД)

 

(7-4)

где яу, Яд,

яСд — число операций умножения, деления, сдвига;

 

ki,

k5— коэффициенты пропорциональности.

 

Таким образом, можно считать, что ЦВМ способна выполнить Nсл сложений или Му умножений в единицу времени. Номиналь­ ное быстродействие позволяет с определенной степенью достовер­ ности осуществить сравнение ЦВМ по скорости выполнения вычислительных работ.

Основным условием, из которого следует исходить при опре­ делении номинального быстродействия БЦВМ, является выпол­ нение неравенства

 

 

 

 

 

(7.5)

где

At — время, отводимое на решение требуемой задачи;

 

 

t(p ■— фактическое время решения задачи.

 

 

Величина определяется выражением

 

 

 

 

Ц = ^ в(1 ^l) ! ^гр I ^к.ф

1 ^в

! ^выв ( ^ — 8г).

(7- 6)

где

tBB, Цгв — время, отводимое

на

ввод

исходной инфор­

 

мации и вывод результатов

решения задачи;

170


si, 62 — коэффициенты совмещения

ввода

и

вывода

информации с процессом решения;

считывания

trp— время

групповых обменов

для

программы, контрольных исходных

данных

и программ математического обеспечения из

ВЗУ в ОЗУ;

решения

задачи

tB— время

непосредственного

вычислителем;

 

 

 

/к. ф— время,

отводимое для контроля функциониро­

вания ЦВМ, например при помощи контроль­ ных тестов.

Рассмотрим кратко возможность определения составляющих выражений (7.6). Значение /вв определяется количеством сооб­ щений, поступаемых на вход ЦВМ, и временем передачи одного /-го сообщения. Величина /вв может быть найдена из соотно­ шения

4в= 2 т ^г’

(7-7)

г-1

 

где ti — njqf— время передачи одного /-го сообщения; п — число разрядов в коде сообщения; f — частота передачи разрядов кода; q — число, одновременно передаваемых разрядов; /пг — количе­ ство однотипных сообщений.

Выбор коэффициента si может быть осуществлен следующим образом [5].

Если для работы устройства ввода требуется более 0,15— 0,20 времени решения задачи в вычислителе, то следует выби­ рать структуру ЦВМ с совмещением времени работы устройства ввода и вычислителя. Коэффициент совмещения может изменять­

ся от нуля (при /с = 0 ) до максимального значения,

равного

п гаах= — ,

(7.8)

когда t c = tBв.

Аналогичные рассуждения могут быть проведены при выборе составляющих /выв и s2.

Для оценки времени групповых обменов /гр необходимо задаться структурой и типом внешних запоминающих устройств (ВЗУ). Общее время для выполнения групповых обменов инфор­ мацией между оперативным запоминающим устройством (ОЗУ)

и ВЗУ может быть определено соотношением

 

ДР= V ((3 4 1;. + Af2/)T;.)(1- P ;.),

(7.9)

j

 

где Mij — общее количество чисел и команд,

пересылаемых

из /-го ВЗУ в ОЗУ; М2;- — количество чисел и команд, пересылае-

1/1


— -\

Рис. 7. 1. Временная диаграмма выполнения

команд

 

jon

З У

 

'К.ЗУ

'Ч. ЗУ

мых из ОЗУ в /-ое ВЗУ; Xj — время, приходящееся на пересылку

одного числа из ОЗУ в ВЗУ или наоборот;

■— коэффициент сов­

мещения встречных групповых передач

информации из ОЗУ

в /-ое ВЗУ и из /-го ВЗУ в ОЗУ.

 

Часто можно вычислительный процесс строить так, что выпол­

няется условие

 

М ц = М х = М },

(7. Ю)

тогда время для групповых передач

 

^ р = 2 уИЛ '2 (1 - р >)-

(7Л1)

)

 

Время, отводимое для контроля функционирования, tK.ф существенным образом зависит от применяемого метода контроля правильности функционирования вычислителя.

Время непосредственного решения задачи tB вычислителем определяется последовательностью выполнения команд в вычис­ лителе. Для его оценки необходим анализ временных диаграмм выполнения команд. Рассмотрим принцип разделения времени работы ЗУ и АУ.

Время выполнения команд на ЦВМ с программным управле­ нием слагается из составляющих:

времени выбора из ЗУ команды /к.зу;

времени выбора из ЗУ числа или чисел t4- зу в зависимости от количества адресов в команде k\

времени выполнения операции ton.

На рис. 7.1 для примера приведена временная диаграмма вы­ полнения команды для ЦВМ с одноадресной системой кодиро­ вания. Временная диаграмма выполнения команды состоит из трех частей: времени получения из ЗУ команды — /к. зу, времени считывания или записи числа — 14.зу и времени выполнения опе­ рации.

Таким образом, для определения величины tcР могут быть оценены все составляющие.

При невыполнении условия (7. 5) необходимо провести тща­ тельный анализ составляющих соотношения (7. 6) и внести изме­ нения в структурную схему ЦВМ, которые установили бы требуе­ мый баланс времени.

172