Оптимизация алгоритма расчета моделей, разработанных с использованием метода, основанного на трехстадийной декомпозиции

Инженерный журнал: наука и инновации

# 8·2016 1

УДК 004.942:629.78 DOI 10.18698/2308-6033-2016-08-1522

Оптимизация алгоритма расчета моделей,

разработанных с использованием метода,

основанного на трехстадийной декомпозиции

ОАО РКК «Энергия», г. Королёв Московской обл., 141070, Россия

Рассмотрены вопросы разработки компьютерных моделей служебных бортовых

систем космических аппаратов. Приведены существующие подходы к компьютер-

ному моделированию и особенности их применения для технических систем рас-

сматриваемого класса. Предложен оригинальный подход, позволяющий рассмат-

ривать различные физические взаимодействия, происходящие в исследуемой си-

стеме, и структурировать ее модель, представляемую в виде совокупности

единообразных элементов. Разработан алгоритм, позволяющий построить про-

граммное представление вектора состояния и расчетных функций исследуемой

системы на основе формального описания ее модели, выполненного в соответ-

ствии с предлагаемым подходом к моделированию. На базе алгоритма разработа-

на компьютерная программа. Оценены ее быстродействие и возможность при-

менения оригинального подхода к моделированию служебных бортовых систем

космических аппаратов для информационного обеспечения управления полетом.

Предложены меры по дальнейшему улучшению производительности вычислений.

Ключевые слова:

компьютерное моделирование, имитационное моделирование,

язык моделирования, космический аппарат, система терморегулирования, трех-

стадийная декомпозиция, настраиваемая модель.

Введение.

Модель бортового контура управления (БКУ) косми-

ческого аппарата (КА) используется для отработки алгоритмов бор-

товых вычислительных средств (БВС) и информационного обеспече-

ния управления полетом КА: валидации и верификации программы

полета, проверки и отработки методик управления, проведения тре-

нировок персонала управления, а также сопровождения летных ис-

пытаний КА [1, 2]. В состав модели БКУ входят модели служебных

бортовых систем (СБС) КА, имитирующие реакцию СБС на управ-

ляющие воздействия, поступающие от системы управления.

Примерами моделей БКУ могут служить комплексный модели-

рующий стенд (КМС) космических кораблей «Союз ТМА-М» и

«Прогресс М-М» [2] и наземный комплекс отладки (НКО) КА

Ракетно-космической корпорации «Энергия» им. С.П. Королёва [3].

Модели, используемые в составе НКО, используются в основном для

отработки алгоритмов БВС создаваемых КА, КМС применяется как

для отработки алгоритмов БВС, так и для информационного

обеспечения управления полетом КА.