Планирование ла. Планирование ответы экз (подходит для семов) (1). Система управления полетом, контур управления. Основные факторы, влияющие на усложнение
 Скачать 3.76 Mb.
|
|
Тактическое планирование: интервал, процесс, продукты, положение в иерархии уровней планирования. Тактическое - формирование целей полета, распределение ресурсов между компонентами целей, основные правила и ограничения. Определяет даты старта ТПК, ТГК, располагаемые ресурсы (время работы экипажа, запасы топлива, электроэнергии), лимиты их расхода. Определяет приоритеты основных задач полета , периодичность и объем работ по обслуживанию рабочих систем, перечень научных экспериментов, квоты ресурсов на их исполнении. Определяет длительность полета в целом, баллистические расчеты полета, конфигурацию комплекса, последовательность проведения отдельных этапов полета и их продолжительность. Результат: программа полета, программа научно-прикладных исследований. Интервал : программа полета на 1 год. На слайде представлена программа полета. Она содержит информацию о старте, стыковке, выходах в космос, экипаж, экспедиция: продолжительность и состав, командир экипажа. Круглые – российские выходы, ромбики – американские выходы. Цифра – какой выход по счету. Отображены все модули, которые могут принимать корабли. Процесс : Анализ грузопотока для обеспечения экипажа и функционирования МКС; Формирование программы полета; Расчет грузов, который включает прием и обработку проектантами исходных данных по составу грузов (топлива, воды газов…); Расчет грузопотока (прием и обработка заявок от кураторов; формирование, согласование и выпуск плана грузопотока; решение проблем возникших в процессе). Положение в иерархии : стратегическое -> тактическое -> исполнительное 10. Модель грузопотока, основные факторы, влияющие на ее усложнение. Типы транспортируемых грузов. Типы транспортных кораблей Основные факторы: - экипаж; - готовность полигонов (НИП, космодром); Факторы, влияющие на усложнение модели грузопотока: рост числа грузов, доставку и возвращение которых необходимо планировать с учетом накопления грузов (в том числе не используемых) на МКС и пожеланий кураторов; рост интенсивности запусков космических кораблей с международным участием, что требует работы с самыми различными грузами от самых разнообразных организаций; значительное число непредвиденных событий, связанных, например, с неготовностью груза к полету или переносом сроков полета; необходимость учета индивидуальных особенностей пусков космических кораблей и каждой единицы оборудования; усложнение грузов, наличие у них разнообразных особенностей и широкого спектра характеристик и параметров, в том числе – временных; необходимость синхронизации использования и доставки различных грузов; необходимость исполнения регламентов обслуживания и правил использования грузов; необходимость нахождения оптимального баланса транспортировки топлива, воды, других ресурсов системы жизнеобеспечения, и прочих грузов. Типы грузов: (делят на ресурсные и расходные) сухие грузы, в том числе предназначенные для системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ), и научные грузы; топливо, при планировании запасов и величины транспортируемого топлива необходимо учитывать, что МКС и космические корабли используют одно топливо (горючее и окислитель); вода; газ. Состав грузопотока Российского сегмента МКС: • российские грузы, доставляемые российскими транспортными средствами и средствами партнеров, для использования на российском сегменте; • российские грузы, доставляемые российскими транспортными средствами и партнеров, для использования на американском сегменте; • грузы партнеров, доставляемые российскими транспортными средствами, для использования на российском сегменте; • грузы партнеров, доставляемые транспортными средствами партнеров, для использования на российском сегменте; • грузы партнеров, доставляемые российскими транспортными средствами, для использования на американском сегменте. Типы транспортных кораблей: союз (наверх 150кг, вниз 50-65 кг) и прогресс (наверх 2,5 т, вниз 0) НА ВСЯКИЙ СЛУЧАЙ: Ограничения: Для союза вверх 150кг, вниз 65 - 50кг. Для прогресса вверх 2,5 тонны: 420л воды, 1100л топлива, 1500кг сухих грузов, 50кг газов. Иметь ввиду, что всего 4 порта для стыковки, и они могут быть заняты. Готовность полигона: может быть готов к старту, а может быть не готов. Участники планирования грузопотока: Проектант (Формирует программу полета и планирует грузопоток, включая производство расчетов. Проводит анализ программы полета и грузопотока, при необходимости находит варианты перепланирования и обосновывает изменения в плане грузопотока). Проектанты специализируются на различных аспектах грузопотока, включая топливо, грузы системы обеспечения жизнедеятельности, газообразные грузы, вода, планирование «Союзов», планирование «Прогрессов», проверка ограничений по объемам и времени ЦУП (Является источником данных о фактическом исполнении плана грузопотока. Сообщает фактические данные о расходовании грузов на МКС, в том числе топлива и воды) Куратор (Куратор получает текущую программу полета и использует ее в качестве основы для формирования заявок на доставку курируемых грузов. Он привязывает свои заявки к программе полета и представляет их проектантам) Баллистики (Баллистик получает текущую программу полета и сообщает проектантам даты и времена стартов «Прогрессов» и приземлений «Союзов» с учетом возможности их стыковки с МКС. Кроме того, он готовит план коррекций для поддержания рабочей орбиты МКС, что отражается на планировании доставки топлива). 11. Основания доставки различных грузов на МКС. Модель расчета баланса рабочего времени, основные правила. Основания доставки расходуемых грузов, воды, газа, топлива: информация ЦУП и кураторов о фактических запасах на борту РС МКС; сохранение требуемого баланса расходуемых элементов до следующего прилета ТС; обеспечение необходимого запаса расходуемого элемента на момент стыковки ТС на случай нештатных ситуаций; наличие необходимого оборудования (грузов) в распоряжении РКК «Энергия». Основания доставки ресурсных блоков: окончание ресурса оборудования, замена которого производится по наработке, в период пребывания данного ТС; отказ оборудования, не имеющего запаса в составе бортового ЗИП (при наличии заключения и/или технического решения); восполнение бортового ЗИП; наличие необходимого оборудования (грузов) в распоряжении РКК «Энергия». Основания доставки научной аппаратуры и коммерческих грузов: техническое задание на космический эксперимент или приложение к контракту с составом оборудования для коммерческих грузов; включение эксперимента в программу НПИ; включение этапа программы НПИ в программу полёта. Правило 1 для расчета баланса рабочего времени: Штатно следует планировать 7-дневный цикл труда и отдыха, 5 рабочих 2 выходных. В выходные работа не более 1 часа. Правило 2: Содержание рабочего дня: •6 час 30 мин – выполнение служебных операций и научных экспериментов; •2 час 30 мин - физические упражнения; •30 мин – подготовка к работе; •30 мин – ежедневная конференция по планированию (два совещания – утреннее и вечернее); •1 час – ознакомление с суточным планом и подготовка отчета; •1 час – обед; •1 час 30 мин – действия после сна (в том числе 50 мин. на завтрак); •2 часа – подготовка ко сну (в том числе 30 мин на ужин, 30 мин на подготовку рациона питания на следующий день, 1 час на личную гигиену); •8 час 30 мин – сон. Правило 3: Располагаемое рабочее время рассчитывается Т=N*390*Kp+N*60*Kв 390 – рабочее время одного 60 – рабочее время одного экипажа в выходной день N – число членов экспедиции Кр – количество рабочих дней Кв – количество выходных 12. Приоритеты и совместимость полетных операций. Основные параметры при установке приоритета. Приоритеты полетных операций: фиксированные (постоянные на весь полет, задаются программой полета с правилами и ограничениями по режиму труда и отдыха) и переменные (зависят от текущих условий формирования плана). Приоритет операции может быть описан нечеткой функцией, зависящей от оценки количества операций различного типа, оценки частоты условий проведения операции, оценки ресурса экипажа, оценки энергообеспеченности экипажа и т.д. Основные параметры при установке приоритета: - требования безопасности; - конфигурация и техническое состояние станции; - условия полета (орбита, ориентация, освещенность); - объемы бортовых ресурсов, расходных материалов; - распорядок дня; - условия реализации операции; - функциональные возможности средств управления, измерения. У некоторых операций условия реализации выполняются редко, поэтому в периоды, когда условия выполняются, к таким операциям присваивается повышенный приоритет. Алгоритм приоритета: - приоритет среди групп операций; - приоритет внутри группы (СЖО); - приоритет в подгруппах (замена по истечении ресурсов). Совместимость (критерий выполнимости совокупности операций). Выбор очередной ПО при формировании плана зависит от ее совместимости с выбранными ранее и включенными в план операциями. Совместимость определяется условиями их одновременного выполнения или следования одна за другой, а также использованием одних и тех же общих ресурсов (время экипажа, канал связи). Определяется также несовместимостью по ресурсам. Определяется на интервале времени Tn..Tm выражением ∑Qпотр<=Qрасп. Суммарная величина затрат каждого вида ресурсов, потребляемых операциями этой совокупности (которые надо совместить), не должны превышать располагаемой величины ресурса, установленной для данного интервала. Учёт совместимости на разных этапах планирования (график в тетради) на этапе исполнительного планирования: В детальном плане уже операции выстроены и привязаны ко времени. В номинальном плане время вообще не присваиваем, поэтому совместимость операций по времени нас мало волнует. Объемы, располагаемые ресурсы, обеспечение основных операций. В общем плане полета (неделя). Здесь пик. Потому что тут мы имеем набор определенных операций. И мы должны их распределять по дням и по времени. 13. Схема планирования с учетом приоритетов. Критерии качества плана полета. Учет приоритетов: 1. Формирование множества операций Рк. Претендующих на включение в план; 2. Вычисление приоритетов с учетом сформированной части плана из к операций; 3. Вычисление совместимости операций Рк и плана к; 4. Выбор операций из множества Рк для плана к с учетом совместимости и приоритетов; 5. Формирование плана к’; 6. Оценка плана к’. Если все норм, то оставляем, если нет – отменяем нововведения и переходим к шагу 4; 7. Сформированный план К’ считаем завершенным. Критерии качества: - максимальное удовлетворение заказов; - максимальное выполнение указаний по включению операций в план; - повышение надежности; - максимизация однотипных операций; - определение очередности операций, позволяющих рационально размещать на борту требуемую аппаратуру; - обеспечение условий труда и отдыха экипажа; - учет особенностей членов экипажа; - проведение сложных операций в «тихие» периоды полета; - сосредоточение однотипных полетных операций в близкие временные интервалы; - полнота использования ресурсов; - ресурсообеспеченность плана. Качество – совокупность свойств, обуславливающих пригодность плана удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением. 14. Долгосрочное планирование. Алгоритм разработки НПП. Оптимизация планирования научных экспериментов. Основа для ННП – тактический план. Алгоритм разработки НПП: 1. В тактическом плане смотрим грузопоток, научные исследования и главное – программа полета. 2. Далее – баллистико-навигационная информация (световая обстановка, зона видимости наземных станций, ВКД и пр.). При получении целостного взгляда на экспедицию рассчитывается номограмма. На ней видна бал обстановка, угол солнца, теневая обстановка, терминаторы и прочее. 3. Далее – разработка операция, выполняемых в определенных условиях (напр. мед. операции. в начале и в конце экспедиции; операции, привязанные к доставке грузе на МКС). После - все остальные служебные операции. 4. Потом раскидываем операции в соответствии с режимом труда и отдыха. 5. После этого распределяем целевые операции (с проведением в особых условиях, в определенный период полета и операции, не привязанные к условиям и времени). К первому типу относится, например, все эксперименты с биохимией. Это привязано к прилету-отлету. 6. Посмотрели программу, дальше обращаемся к баллистико-навигационной информации (по первому суточному витку на номограмме указаны условия). 7. Дальше операции – приоритет операций Два ограничения на планирование экспериментов: 1) Большое количество экспериментов. 2) Служебные операции, ограничивающие полезную нагрузку. Все, что касается работы с Землей требует трехстороннего подхода: - Баллистика (движения ЦМ и вокруг ЦМ); - Функционирования объекта управления(работа аппаратуры, экипажа, энергообеспечения и пр.); - Погода, описание объекта исследования, угол Солнца и прочее. Например, съемку гор лучше всего вести при больших углах Солнца, а при фотографировании поля – малый угол При наблюдении космических явлений - в момент появления событий у нас будет наибольшая информативность. Критерии информативности. Информативность складывается из опр. составляющих. В тот момент, когда происходит "конфликт" двух экспериментов бывает сложно судить по одному критерию информативности. Вы выбираем тот эксперимент, по которому оба критерия дают наибольшую информативность. Сравнивать целевую и служебную ПО сложно. Для решения этой задачи можно использовать допуск на время или периодичность проведения служебных операций либо наличие нескольких вариантов размещения целевых операций. Находится компромисс. Время на операцию всегда завышено. можно оперировать этим. С точки зрения оптимизации необходимо, чтобы похожие операции шли друг за другом. 15. Краткосрочное планирование. Алгоритм разработки ОПС. Схему см. в 14 вопросе. Базовый алгоритм разработки ОПС: 1. Рассматриваем выполнение операции, запланированной в номинальном плане. Может уже выполнили, может что-то до сих пор не выполнили. 2. Что есть с точки зрения ресурсов. 3. Что происходит с баллистикой. 4. Далее применяется алгоритм для номинального плана. Распределяем приоритеты, потом служебные, потом полезная нагрузка, (уточненные расчеты зон, светотеневая обстановка). В общем плане указывается каким членом экипажа выполняется операция (в номинальном этого могло не быть). Привязка к виткам, и прочая уточненная информация. На отображении ННП и ОСП цветами выделены категории полетной операции. Рисовать схему алгоритма не нужно! 16. Детальное планирование. Алгоритм разработки ДПП. Исходная информация для разработки ДПП. Сколько витков на МКС? 15 витков и каждые 2 недели есть 16 витковые сутки. Каждый виток привязывается к долготе. 1 виток принимают тот виток, расположенный в районе Гринвича (иногда МСК, если это речь идет о ОК МИР). Детальное планирование: 1.Сначала формируется порядок операций по приоритету с привязкой ко времени. При этом если до этого сначала планировали служебные, потом целевые, то теперь сначала высокоприоритетные целевые. 2.Следующим этапом – распределение рабочего времени. Соблюдение РТиО. Если вдруг РТиО нарушается, то нужно консультироваться с медиками. После можно компенсировать. На ДПП располагается следующая информация: время, зоны видимости НИП, спутники ретрансляторы, освещенность орбиты, динамические режимы (информация об ориентации, развороты, коррекция, передача управления, режимы работы бортовых систем), режим измерений и связи (сеанс связи, там либо производится запись, либо передача информации) радиообмен с экипажем (с борта и на борт), командно-программная информация (передача команд с Земли, например для съема информации с разъемов(??)), передача информации в ЦУП (телеметрия, телефон, видео и другая информация, из НИП в ЦУП), обмен информацией в ГОГУ. Исходная информация: БОРТОВАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ • МЕТОДИКИ УПРАВЛЕНИЯ БОРТОВЫМИ СИСТЕМАМИ КА • ФАКТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О ТЕКУЩЕМ СОСТОЯНИИ БОРТОВЫХ СИСТЕМ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ИМИ СВОИХ ФУНКЦИЙ • ДАННЫЕ О СОСТОЯНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ВХОДЯЩИХ В СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ • БАЛЛИСТИЧЕСКУЮ ИНФОРМАЦИЮ НА ПЛАНИРУЕМЫЕ СУТКИ ПОЛЕТА, ПОЛУЧАЕМУЮ В ЦУП ПУТЕМ РАСЧЕТОВ, ИСХОДНЫМИ ДАННЫМИ ДЛЯ КОТОРЫХ СЛУЖАТ ИЗМЕРЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ФАКТИЧЕСКОЙ ОРБИТЫ ПОЛЕТА КА • ЗАКЛЮЧЕНИЯ НАЗЕМНЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АНАЛИЗА ПОЛЕТА • РЕКОМЕНДАЦИИ МЕДИЦИНСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ, КОНТРОЛИРУЮЩЕЙ СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЭКИПАЖА • ДАННЫЕ СЛУЖБЫ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗА • НЕОБХОДИМЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЦЕЛЕВЫХ ОПЕРАЦИЙ НАУЧНОЙ ПРОГРАММЫ • ДАННЫЕ О КОСМИЧЕСКОМ МУСОРЕ. Учет нештатных ситуаций Существует четыре типа. (плюс делится еще на два. Расчетные и нерасчетные) 1. операции, которые не приводят к прекращению операции. (не тот тумблер – загорелась не та лампа) 2. операция приводит к прерыванию и переносится (не тот тумблер – сгорел предохранитель) 3. Утрачиваются функциональные возможности ЛА (потеряли грузовик) 4. продолжение полета невозможно (отказ маршевого двигателя) 17. Математические модели, используемые в планировании. Виды моделирования полетных операций. Моделирование – исследование объектов на их моделях; Моделирование – воспроизведение сложной системы при помощи другой: 1. Более простой; 2.Более доступной для изменения характеристик и наблюдения поведения. Концептуальное (содержательное) моделирование - метод, основанный на определении множества понятий и связей, являющихся смысловой структурой рассматриваемой предметной области. Физическое моделирование – метод экспериментального изучения физических явлений, основанный на физическом подобии. Математическое моделирование – метод, основанный на математическом представлении реальности. Математические модели: Модель баллистико-навигационного обеспечения; Модель расчета баланса электроэнергии на борту МКС; Модель внешней и внутренней конструкций; Визуальные модели; Модель учета и расхода ресурса рабочего времени экипажа. Основные требования: • Адекватность или взаимно- однозначное соответствие модели исходной реальной системе; • Точность – степень совпадения результатов работы модели и реального объекта; • Целесообразность, простота и экономичность. Математическая модель должна обеспечивать: • Моделирование работы бортовых систем КА и происходящих в них процессов; • Отклик моделирующих систем КА на управляющие воздействия; • Моделирование движения КА (цента масс и вокруг центра масс); • Генерирование потока телеметрической информации; • Моделирование информационных связей комплекса средств наземной части системы управления полетом; • Ввод нештатных ситуаций в модели бортовых систем КА. Виды моделирования: Численным моделированием можно определить на будущее, когда мы будем пролетать (например) над Японским морем, под каким углом будет солнце, во сколько и прочее. Также используют при расчете автономного участка сближения. Графическое моделирование может показать закрытие тенью СБ, показывает зоны действия антенн и прочее. Визуальное – при моделировании стыковки, облета и т.д. Графическое моделирование: Визуальное моделирование: Численное моделирование: |