РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ |
(19)
RU
(11)
2 205 441
(13)
C1 | |||||
| ||||||
| Статус: | не действует (последнее изменение статуса: 14.12.2021) |
| Пошлина: | учтена за 7 год с 14.12.2007 по 13.12.2008. Патент перешел в общественное достояние. |
|
(21)(22) Заявка: 2001135655/09, 13.12.2001 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: (45) Опубликовано: 27.05.2003 Бюл. № 15 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ШАЛЫГИН А.С., ПАЛАГИН Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. - Л.: Машиностроение (Лен. отделение), 1986, с.292-294. RU 2174238 С1, 27.09.2001. RU 2150730 C1, 10.06.2000. SU 1679468 A1, 23.09.1991. SU 1737412 A1, 30.05.1992. US 4260946 А, 07.04.1981. US 4728948 А, 01.03.1988. Адрес для переписки: |
(71) Заявитель(и): (72) Автор(ы): (73) Патентообладатель(и): |
(54) КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕРКИ БОРТОВЫХ СИСТЕМ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
(57) Реферат:
Изобретение относится к комплексным контрольно-проверочным системам, а именно к системам для наземного контроля исправности бортовых систем беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), оснащенных автономной системой управления на базе вычислительных средств и радиолокационным визиром. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей при обеспечении высокой достоверности результатов комплексной проверки систем беспилотного летательного аппарата в автоматическом режиме. Устройство содержит имитатор цели, контрольную антенну, связанную по радиоканалу с антенной радиолокационного визира БПЛА, устройство коммутации, устройство контроля системы управления, устройство контроля электрооборудования, устройство самоконтроля, концентратор локальной сети, пульт управления, устройство гарантированного электропитания. 9 ил.
Изобретение относится к комплексным контрольно-проверочным системам, а именно к системам для наземного контроля исправности бортовых систем беспилотных летательных аппаратов, оснащенных автономной системой управления на базе вычислительных средств и радиолокационным визиром.
Известно устройство наземного контроля радиолокационных систем управления [1], включающее радиолокационную систему управления, соединенную через устройство сопряжения с устройством регистрации, группу имитаторов, воспроизводящих зондирующий сигнал, уводящий сигнал, прицельный сигнал, многократный сигнал и шумовой сигнал, а также вычислители сигналов управления, сигналов исполнительных устройств и навигационных сигналов, блок контроля и коммутации и блок управления.
Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие использовать устройство для комплексной проверки всех бортовых систем беспилотного летательного аппарата.
Наиболее близким по исполнению аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является моделирующий комплекс для наземной проверки системы управления беспилотного летательного аппарата (БПЛА) [2]. Комплекс содержит реальную аппаратуру системы управления БПЛА в составе радиолокационного визира, датчиков углов и скоростей, рулевых механизмов и устройства выработки сигналов управления, а также имитационную аппаратуру, включающую имитатор цели с контрольной антенной, связанной по радиоканалу с антенной радиолокационного визира, и пульт управления, оснащенный вычислителем и устройством отображения информации.
Недостатком комплекса по прототипу является отсутствие средств контроля электрооборудования и системы телеметрии БПЛА и ограниченные возможности одного вычислителя, используемого в пульте управления, в части увеличения объема контрольно-проверочных и испытательных программ, что не позволяет проводить комплексную проверку исправности всех систем БПЛА.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей при обеспечении высокой достоверности результатов комплексной проверки систем беспилотного летательного аппарата в автоматическом режиме.
Для достижения заявленного технического результата в комплекс для проверки бортовых систем беспилотного летательного аппарата (БПЛА), содержащий имитатор цели с контрольной антенной, связанной по радиоканалу с антенной радиолокационного визира БПЛА, и пульт управления, выполненный с возможностью задания программы проверки и отображения информации, введены устройство гарантированного электропитания, устройство коммутации, включающее переключатель контрольных точек, переключатель команд и переключатель сигналов, а также объединенные в локальную сеть с пультом управления посредством интерфейсных магистралей информационного обмена и концентратора локальной сети устройство контроля системы управления, устройство контроля электрооборудования и устройство самоконтроля, каждое из которых содержит источник вторичного электропитания, подключенный к выходу устройства гарантированного электропитания, и электронно-вычислительную машину (ЭВМ), к системному входу-выходу которой посредством системной интерфейсной магистрали подключены устройство мониторинга, адаптер локальной сети, соединенный с соответствующей интерфейсной магистралью информационного обмена, устройство дискретного ввода-вывода, соединенное входом с выходом устройства гальванической развязки, а первым выходом - с входом передатчика команд, выходы устройств мониторинга устройства контроля системы управления, устройства контроля электрооборудования и устройства самоконтроля подключены ко входу последовательного интерфейса устройства преобразования интерфейсов, входящего в состав пульта управления и подключенного к центральной ЭВМ, к которой подключены также клавиатура, устройство документирования и внешний накопитель, к сетевому входу-выходу центральной ЭВМ подключена соответствующая интерфейсная магистраль информационного обмена, а к системному - системная интерфейсная магистраль, к которой подключено устройство дискретного ввода-вывода, соединенное входом с панелью управления, а выходом - с индикаторным табло, кроме вышеупомянутого к системной интерфейсной магистрали устройства контроля системы управления подключены адаптер мультиплексного канала, через который осуществляется информационный обмен с вычислительными устройствами системы управления БПЛА, и устройство аналого-цифрового преобразования, вход и управляющий выход которого соединены соответственно с выходом и входом адреса информационного канала мультиплексора, на вход которого подаются сигналы от устройства телеметрии БПЛА, ко второму выходу устройства дискретного ввода-вывода устройства контроля системы управления подключен блок включения имитатора цели, соединенный выходом с управляющим входом имитатора цели, опорный вход которого служит для приема сигнала опорной частоты от радиолокационного визира БПЛА, кроме вышеупомянутого устройство контроля электрооборудования содержит коммутатор контрольных точек, управляющий вход которого подключен ко второму выходу устройства дискретного ввода-вывода устройства контроля электрооборудования, а выход - ко входу устройства измерения сопротивлений и потенциалов, выход которого соединен с системной интерфейсной магистралью устройства контроля электрооборудования, кроме вышеупомянутого устройство самоконтроля содержит подключенный к его системной интерфейсной магистрали адаптер мультиплексного канала, который в режиме самоконтроля подключается к входу-выходу адаптера мультиплексного канала устройства контроля системы управления, а также имитатор потенциалов и имитатор сообщений, соединенные с кроссировочным устройством, выход которого подключен ко второму входу переключателя контрольных точек, первый вход которого служит для подключения соединительных цепей от контрольных точек электрооборудования БПЛА, а выход соединен со входом коммутатора контрольных точек устройства контроля электрооборудования, выходы передатчиков команд устройства контроля электрооборудования и устройства контроля системы управления подключены ко входу переключателя команд, второй выход которого соединен с входом устройства гальванической развязки устройства самоконтроля, выход передатчика команд устройства самоконтроля подключен ко второму входу переключателя сигналов, к выходу которого подключены входы устройств гальванической развязки устройства контроля электрооборудования и устройства контроля системы управления, второй выход устройства дискретного ввода-вывода устройства самоконтроля соединен с управляющими входами переключателя контрольных точек, переключателя команд и переключателя сигналов, при этом на первом выходе переключателя команд формируются сигналы, управляющие включением релейных устройств бортовых систем БПЛА, а ответные сигналы соответствующих исполнительных устройств бортовых систем БПЛА передаются на первый вход переключателя сигналов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - структурная схема комплекса,
фиг.2 - обобщенная структурная схема бортовых систем беспилотного летательного аппарата,
фиг.3 - структурная схема устройства коммутации,
фиг.4 - структурная схема имитатора цели,
фиг.5 - структурная схема устройства контроля системы управления,
фиг.6 - структурная схема устройства контроля электрооборудования,
фиг.7 - структурная схема устройства самоконтроля,
фиг.8 - структурная схема устройства гарантированного электропитания,
фиг.9 - структурная схема пульта управления.
На фиг. 1 структурной схемы комплекса для проверки бортовых систем БПЛА приняты следующие обозначения:
1 - контрольная антенна,
2 - объект проверки (БПЛА),
3 - устройство коммутации,
4 - имитатор цели,
5 - устройство контроля системы управления,
6 - устройство контроля электрооборудования,
7 - устройство самоконтроля,
8 - устройство гарантированного электропитания,
9 - концентратор локальной сети,
10 - пульт управления,
11, 12, 13, 14 - интерфейсные магистрали информационного обмена, выполненные в виде магистралей Ethernet,
15 - интерфейсная магистраль мультиплексного канала информационного обмена (Манчестер),
16, 17, 18 - интерфейсная магистраль последовательного информационного канала (RS 485),
19 - кабель релейного канала связи с устройством телеметрии,
20 - кабель соединительных цепей для подключения к контрольным точкам электрооборудования,
21 - кабель передающего релейного канала,
22 - кабель приемного релейного канала.
Согласно фиг. 1 контрольная антенна 1, конструктивно объединенная с имитатором 4 цели, связана радиоканалом с БПЛА 2, а именно с антенной радиолокационного визира системы управления БПЛА. Первый вход, первый и второй выходы БПЛА 2 конструктивно оформлены в виде бортразъема, к которому подключены: кабель 21 передающего релейного канала, соединенный с первым выходом устройства 3 коммутации, кабель 20 соединительных цепей для подключения к контрольным точкам электрооборудования, соединенный с первым входом устройства 3 коммутации, и кабель 22 приемного релейного канала, соединенный со вторым входом устройства 3 коммутации соответственно.
Третий выход БПЛА 2, с которого передается сигнал опорной частоты радиолокационного визира, соединен с опорным (Оп) входом имитатора 4 цели, четвертый вход-выход посредством интерфейсной магистрали 15 мультиплексного канала информационного обмена соединен с третьим входом-выходом устройства 5 контроля системы управления, а пятый выход посредством кабеля 19 релейного канала связи с устройством телеметрии подключен ко второму входу устройства 5 контроля системы управления.
Вход устройства 8 гарантированного электропитания соединен с источником сетевого напряжения (сеть), а выход - со входами питания (Пит) устройств 5, 6, контроля системы управления и электрооборудования, устройства 7 самоконтроля и пульта 10 управления.
Вход последовательного интерфейса пульта 10 управления соединен посредством интерфейсных магистралей 16, 17 и 18 последовательных каналов с выходами последовательного интерфейса устройства 5 контроля системы управления, устройства 6 контроля электрооборудования и устройства 7 самоконтроля, объединенных в сеть с пультом 10 управления посредством интерфейсных магистралей 11, 12, 13 и 14 информационного обмена, соединенных в концентраторе 9 локальной сети по схеме "звезда".
Второй выход устройства 5 контроля системы управления подключен к управляющему входу (У) имитатора 4 цели, а его первый выход и выход устройства 6 контроля электрооборудования соединены с третьим входом устройства 3 коммутации, второй выход которого соединен со вторым входом устройства 6 контроля электрооборудования, а третий - с первыми входами устройств 5 и 6 контроля системы управления и электрооборудования.
Первый, второй и третий выходы устройства 7 самоконтроля соединены соответственно с четвертым входом, управляющим входом (У) и пятым входом устройства 3 коммутации, четвертый выход которого подключен к первому входу устройства 7 самоконтроля. Четвертый вход-выход устройства 7 самоконтроля является входом-выходом мультиплексного канала информационного обмена.
На фиг. 2 обобщенной структурной схемы бортовых систем БПЛА приняты следующие обозначения:
23 - антенна радиолокационного визира,
24 - система управления, включающая радиолокационный визир, датчик угловых скоростей, инерциальный блок и устройство выработки сигналов управления на базе бортовой ЭВМ,
25 - устройство телеметрии,
26 - электротехническое оборудование БПЛА (далее по тексту - электрооборудование),
27 - кроссировочное устройство, выполненное в виде набора клеммных плат с монтажными перемычками,
28 - рулевые агрегаты.
Согласно фиг.2 антенна 23 соединена с системой 24 управления, а именно с радиолокационным визиром, выход которого по сигналу опорной частоты образует третий выход БПЛА 2. Вход-выход бортовой ЭВМ системы 24 управления образует четвертый вход-выход БПЛА 2, а выход устройства выработки сигналов управления системы 24 управления подключен ко входу рулевых агрегатов 28. Входы устройства 25 телеметрии по сигналам контролируемых параметров соединены с выходами электрооборудования 26 и системы 24 управления, а его выход образует пятый выход БПЛА 2.
Цепи от контрольных точек электрооборудования, а также цепи входных и выходных сигналов релейных устройств системы 24 управления, электрооборудования 26 и рулевых агрегатов 28 соединены с соответствующими клеммами кроссировочного устройства 27, три внешних вывода которого образуют первый и второй выходы и первый вход бортразъема БПЛА 2.
Устройство 3 коммутации содержит переключатель 29 контрольных точек, переключатель 30 команд и переключатель 31 сигналов, выполненные в виде однотипных блоков реле, управляемых параллельным двухпозиционным кодом, поступающим на управляющие входы переключателей 29, 30 и 31 через управляющий вход устройства 3 коммутации. Примером выполнения переключателей 29, 30, 31 может служить плата релейной коммутации PCLD-785 фирмы Advantech.
Первый и второй входы переключателя 29 контрольных точек соединены соответственно с первым и пятым входами устройства 3 коммутации, а его выход образует второй выход устройства 3 коммутации, третьим выходом которого служит выход переключателя 31 сигналов.
Первый и второй входы переключателя 31 сигналов образуют соответственно второй и четвертый входы устройства 3 коммутации. Третьим входом устройства 3 коммутации служит вход переключателя 30 команд, первый и второй выходы которого образуют соответственно первый и четвертый выходы устройства 3 коммутации.
Управляющие входы (Упр) переключателей 29, 30 и 31 подключены к управляющему входу (У) блока 3 коммутации.
На фиг.4 структурной схемы имитатора 4 цели обозначены:
32 - циркулятор,
33 - первый преобразователь частоты,
34 - первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ),
35 - линия задержки,
36 - второй УПЧ,
37 - второй преобразователь частоты.
Первое плечо циркулятора 32 соединено с контрольной антенной 1, второе - с сигнальным входом первого преобразователя 33 частоты, а третье - с выходом второго преобразователя 37 частоты, опорный вход которого и опорный вход первого преобразователя 33 частоты соединены с опорным входом имитатора 4 цели. Выход первого преобразователя 33 частоты через последовательно включенные первый УПЧ 34, линию задержки 35 и второй УПЧ 36 соединены с сигнальным входом второго преобразователя 37 частоты. Входы опорного напряжения питания УПЧ 34 и 36 подключены к управляющему входу имитатора 4 цели.
На фиг. 5 структурной схемы устройства 5 контроля системы управления обозначены:
38 - блок включения имитатора цели, выполненный, например, в виде платы релейной коммутации PCLD-885 фирмы Advantech,
39 - адаптер мультиплексного канала,
40 - мультиплексор, выполненный, например, в виде коммутатора сигналов PCLD-788 фирмы Advantech,
41 - передатчик команд, выполненный, например, в виде модуля релейной коммутации 5610 фирмы OCTAGON SYSTEMS,
42 - устройство дискретного ввода-вывода, выполненное, например, в виде платы типа PCI-1753 фирмы Advantech,
43 - устройство гальванической развязки, выполненное, например, в виде модуля дискретного ввода 70L-IDC фирмы Grayhill,
44 - ЭВМ, выполненная на основе процессорной платы РСА-6168Е фирмы Advantech,
45 - устройство мониторинга (плата PCL-752), включающее процессор, встроенный сторожевой таймер для контроля процессора ЭВМ, устройство гальванической развязки, резервный источник питания, последовательный порт RS-485 и звуковой индикатор тревоги,
46 - адаптер локальной сети,
47 - источник вторичного электропитания, например, типа RPS 300 фирмы Advantech,
48 - системная интерфейсная магистраль (СИМ),
49 - устройство аналого-цифрового преобразования (АЦП), например, типа PCL-818HG.
Согласно фиг. 5 к СИМ 48 подключены ЭВМ 44, адаптер 46 локальной сети, соединенный с интерфейсной магистралью 11 информационного обмена, устройство 45 мониторинга, соединенное с интерфейсной магистралью 16 последовательного канала, адаптер 39 мультиплексного канала, соединенный с интерфейсной магистралью 15 мультиплексного канала информационного обмена, устройство 49 АЦП и устройство 42 дискретного ввода-вывода.
Вход устройства 43 гальванической развязки является первым входом устройства 5 контроля системы управления, а его выход подключен к входу устройства 42 дискретного ввода-вывода, к первому и второму выходам которого подключены соответственно передатчик 41 команд и блок 38 включения имитатора цели, выходы которых образуют первый и второй выходы устройства 5 контроля системы управления.
Информационный вход мультиплексора 40 образует второй вход устройства 5 контроля системы управления, а его выход и вход адреса информационного канала (А) соединены соответственно с входом и управляющим выходом устройства 49 АЦП.
Источник 47 вторичного электропитания подключен ко входу питания устройства 5 контроля системы управления. Схема распределения питания для простоты не показана.
На фиг. 6 структурной схемы устройства 6 контроля электрооборудования обозначены:
50 - передатчик команд,
51 - устройство дискретного ввода-вывода,
52 - устройство гальванической развязки,
53 - ЭВМ,
54 - устройство мониторинга,
55 - адаптер локальной сети,
56 - источник вторичного электропитания,
57 - системная интерфейсная магистраль,
58 - коммутатор контрольных точек, выполненный в виде платы PCLD-788 фирмы Advantech,
59 - устройство измерения сопротивлений и потенциалов,
60 - преобразователь сопротивления в напряжение постоянного тока (далее по тексту - преобразователь),
61 - блок аналоговых нормализаторов, выполненный в виде модуля 56М5В41 фирмы DATA FORTH,
62 - коммутатор входов (плата PCLD-785 фирмы Advantech),
63 - анализатор аналоговых сигналов (плата PCL-1800 фирмы Advantech).
Согласно фиг.6 к СИМ 57 подключены ЭВМ 53, анализатор 63 аналоговых сигналов, адаптер 55 локальной сети, соединенный с интерфейсной магистралью 12 информационного обмена, устройство 54 мониторинга, соединенное с интерфейсной магистралью 17 последовательного канала, и устройство 51 дискретного ввода-вывода.
Вход устройства 52 гальванической развязки является первым входом устройства 6 контроля электрооборудования, а его выход подключен к входу устройства 51 дискретного ввода-вывода, к первому и второму выходам которого подключены соответственно вход передатчика 50 команд и управляющий вход коммутатора 58 контрольных точек. Выход передатчика 50 команд и вход коммутатора 58 контрольных точек образуют соответственно выход и второй вход устройства 6 контроля электрооборудования. Выходы коммутатора 58 контрольных точек подключены ко входам преобразователя 60 и блока 61 аналоговых нормализаторов, выходы которых через коммутатор 62 соединены с сигнальным входом анализатора 63 аналоговых сигналов, управляющий выход которого соединен с управляющим входом (У) коммутатора 62, а информационный выход соединен с СИМ 57.
Источник 56 вторичного электропитания подключен ко входу питания устройства 6 контроля электрооборудования.
На фиг.7 структурной схемы устройства 7 самоконтроля обозначены:
64 - устройство дискретного ввода-вывода,
65 - передатчик команд,
66 - устройство гальванической развязки,
67 - ЭВМ,
68 - адаптер локальной сети,
69 - устройство мониторинга,
70 - адаптер мультиплексного канала,
71 - источник вторичного электропитания,
72 - имитатор потенциалов (источник постоянного тока), выполненный, например, в виде модуля NLP25 фирмы ARTESYN Technology,
73 - имитатор сообщений, выполненный в виде монтажной платы с набором перемычек для имитации связей между контрольными точками,
74 - кроссировочное устройство,
75 - системная интерфейсная магистраль.
Согласно фиг. 7 к СИМ 75 подключены ЭВМ 67, адаптер 68 локальной сети, соединенный с интерфейсной магистралью 13 информационного обмена, устройство 69 мониторинга, соединенное с интерфейсной магистралью 18 последовательного канала, адаптер 70 мультиплексного канала, вход-выход которого образует четвертый вход-выход устройства 7 самоконтроля, и устройство 64 дискретного ввода-вывода.
Вход устройства 66 гальванической развязки является первым входом устройства 7 самоконтроля, а его выход подключен к входу устройства 64 дискретного ввода-вывода, к первому выходу которого подключен передатчик 65 команд, выход которого служит первым выходом устройства 7 самоконтроля. Вторым выходом устройства 7 самоконтроля является второй выход устройства 64 дискретного ввода-вывода, а третьим - выход кроссировочного устройства 74, к которому подключены имитатор 72 потенциалов и имитатор 73 сообщений.
Источник 71 вторичного электропитания подключен ко входу питания устройства 7 самоконтроля.
На фиг.8 устройства 8 гарантированного электропитания обозначены:
761,..., 76n+1 - источники бесперебойного питания,
77 - панель управления,
78 - контроллер,
79 - синхронизатор фаз.
Устройство 8 гарантированного электропитания выполнено в виде модуля (на основе составных элементов системы US 9001 фирмы РК Electronics), включающего набор из n+1 источников 76 бесперебойного питания (UPS), где n - минимальное количество источников, соответствующее потребляемой мощности. Первые входы источников 76 подключены к первичной сети, а выходы - к соответствующим входам с первого по (n+1)-й синхронизатора 79 фаз, который обеспечивает параллельную работу источников 76 на общую нагрузку. Третьи входы соответствующих источников 761,..., 76n+1 подключены к соответствующим выходам с первого по (n+1)-й контроллера 78, под управлением которого происходит задействование резервного источника 76n+1 взамен вышедшего из строя. Панель 77 управления, содержащая кнопки ручного управления и индикаторы, соединена соответствующими выходами с первого по (n+1)-й со вторыми входами источников 761,..., 76n+1.
На фиг.9 структурной схемы пульта 10 управления обозначены:
80 - центральная ЭВМ, выполненная в виде панельного компьютера с встроенным дисплеем, например, типа IPPC-9150T фирмы Advantech,
81 - клавиатура,
82 - внешний накопитель,
83 - устройство документирования,
84 - устройство преобразования интерфейсов RS 485/232, например, типа ADAM4520 фирмы Advantech,
85 - устройство дискретного ввода-вывода,
86 - системная интерфейсная магистраль,
87 - панель управления, выполненная в виде лицевой панели с кнопками ручного ввода управляющих команд,
88 - индикаторное табло,
89 - источник вторичного электропитания.
Согласно фиг. 9 к соответствующим входам центральной ЭВМ 80 подключены клавиатура 81, внешний накопитель 82, устройство 83 документирования и устройство 84 преобразования интерфейсов, вход последовательного интерфейса которого соединен с интерфейсными магистралями 16, 17, 18 последовательных каналов. К сетевому входу ЭВМ 80 подключена интерфейсная магистраль 14 информационного обмена, а к системному через СИМ 86 подключено устройство 85 дискретного ввода-вывода, соединенное входом с панелью 87 управления, а выходом - с индикаторным табло 88. Источник 89 вторичного электропитания подключен ко входу питания пульта 10 управления.
Комплекс для проверки бортовых систем беспилотного летательного аппарата работает следующим образом.
Проверяемый беспилотный летательный аппарат 2 размещается вблизи аппаратуры комплекса на расстоянии, определяемом длиной соединительных кабелей. Непосредственно на корпусе БПЛА перед антенной 23 радиолокационного визира закрепляется контрольная антенна 1, конструктивно объединенная с имитатором 4 цели. Кабель 20 соединительных цепей и кабели 21 и 22 передающего и приемного релейных каналов подключаются через бортразъем БПЛА 2 к его кроссировочному устройству 27, кабель 15 мультиплексного канала информационного обмена соединяется с соответствующим разъемом системы 24 управления, кабель 19 подключается к выходному разъему устройства 25 телеметрии, а опорный вход имитатора 4 цели соединяется с соответствующим разъемом радиолокационного визира системы 24 управления.
На устройство 8 гарантированного электропитания подается питание от имеющихся на месте эксплуатации комплекса первичных источников электроэнергии. При этом устройство 8 обеспечивает стабильные значения выходных параметров независимо от наличия помех и бросков напряжения входной сети. При выходе из строя любого из источников 761,...,76n автоматически обеспечивается оперативная его замена резервным источником 76n+1. Наличие в источниках 76 аккумуляторных батарей гарантирует питание аппаратуры комплекса даже при полном отключении первичной сети в течение времени, достаточного для сохранения файлов и корректного отключения вычислительных машин.
Средствами пульта 10 управления выполняются следующие операции:
ручное включение аппаратуры оператором с помощью кнопок панели 87 управления, после чего клавиатура 81, дисплей ЭВМ 80 и устройство 83 документирования обеспечивают возможность использования штатных средств операционной системы для эффективного взаимодействия с оператором в каждом из предусмотренных режимов работы комплекса;
исходное тестирование центральной ЭВМ 80 и ЭВМ 44, 53, 67 устройств 5, 6 и 7;
первоначальная загрузка базового и технологического программного обеспечения из внешнего накопителя 82 (в дальнейшем внешний накопитель может быть использован для корректировки программно-математического обеспечения при возникновении изменений в процессе эксплуатации комплекса).
Аппаратура пульта 10 управления обеспечивает управление процессом контроля, координацию работы всего оборудования комплекса, визуальное отображение процесса контроля, его промежуточных и окончательных результатов, документирование результатов контроля, аварийное отключение электропитания, работу в качестве экспертной системы.
Программно-математическое обеспечение размещается на флэш-дисках ЭВМ 44, 53, 67. Координация работы устройств 5, 6 контроля системы управления и электрооборудования и устройства 7 самоконтроля обеспечивается центральной ЭВМ 80, которая связана интерфейсной магистралью 14 с концентратором 9 локальной сети, соединенным посредством интерфейсных магистралей 11, 12, 13 и адаптеров 46, 55, 68 соответственно с ЭВМ 44, 53 и 67. Непрерывный контроль состояния вычислительных систем устройств 5, 6 и 7 производится устройствами 45, 54 и 69 мониторинга, связанными на базе интерфейса RS-485 с центральной ЭВМ 80.
Структура устройств, обеспечивающих в ходе проверки БПЛА 2 выдачу управляющих команд на релейные устройства бортовых систем и прием ответных сигналов от исполнительных устройств, идентична и представлена релейными передатчиками 41, 50 и 65 команд и устройствами 43, 52 и 66 гальванической развязки, которые взаимодействуют через устройства 42, 51 и 64 дискретного ввода-вывода с ЭВМ 44, 53 и 67.
В ходе проверки оператор задает кнопками панели 87 управления один из основных режимов работы: штатный контроль бортовых систем БПЛА или самоконтроль комплекса. Каждый режим может выполняться в полном объеме или с ограничениями. После выбора режима с клавиатуры 81 вводятся исходные данные, соответствующие характеристиками проверяемого оборудования.
При работе в режиме штатного контроля на управляющем входе устройства 3 коммутации отсутствует управляющий сигнал, и переключатели 29, 30, 31 установлены в первое положение, при котором:
первый вход переключателя 29 контрольных точек соединен с его выходом, обеспечивая соединение первого выхода БПЛА 2 с входом коммутатора 58 контрольных точек устройства 6 контроля электрооборудования;
вход переключателя 30 команд соединен с его первым выходом, обеспечивая соединение выходов передатчика 41 команд устройства 5 контроля системы управления и передатчика 50 команд устройства 6 контроля электрооборудования с первым входом БПЛА 2;
первый вход переключателя 31 сигналов соединен с его выходом, обеспечивая соединение второго выхода БПЛА 2 с входом устройства 43 гальванической развязки устройства 5 контроля системы управления и входом устройства 52 гальванической развязки устройства 6 контроля электрооборудования.
В режиме штатного контроля сначала выполняется проверка электротехнических систем БПЛА с помощью устройства 6 контроля электрооборудования. Проверка исправности релейных устройств электрооборудования 26 осуществляется выдачей управляющих команд, которые формируются на соответствующих выходах передатчика 50 команд в виде напряжений постоянного тока и поступают через переключатель 30 команд по кабелю 21 передающего релейного канала на кроссировочное устройство 27, через которое распределяются на соответствующие релейные устройства электрооборудования 26. Ответные сигналы соответствующих исполнительных устройств через кроссировочное устройство 27 по кабелю 22 приемного релейного канала поступают на первый вход переключателя 31 сигналов, с выхода которого передаются на соответствующие входы устройства 52 гальванической развязки устройства 6 контроля электрооборудования.
С помощью устройства 59 измерения сопротивлений и потенциалов контролируется наличие или отсутствие соединений между контрольными точками электрооборудования, а также значения потенциалов контрольных точек. Выбор комбинации проверяемых точек для контроля сопротивлений и измерения потенциалов производится управляющим сигналом, поступающим на управляющий вход коммутатора 58 контрольных точек со второго выхода устройства 51 дискретного ввода-вывода. Далее в преобразователе 60 значения сопротивлений между выбранными контрольными точками преобразуется в напряжение постоянного тока, которое при наличии соответствующего управляющего сигнала на входе коммутатора 62 поступает на информационный вход анализатора 63 аналоговых сигналов. Выбранные контрольные точки, на которых требуется измерить потенциалы, соединяются с блоком нормализаторов 61, обеспечивающих гальваническую развязку цепей, а с него через коммутатор 62 соединяются с анализатором 63. Анализатор 63 является быстродействующим измерителем, построенным на основе аналого-цифровых преобразователей и компараторов входных сигналов. В случае появления в контролируемых точках недопустимо высоких потенциалов возникает реакция компараторов анализатора 63, вызывающая прерывание процессора ЭВМ 53 и, как следствие, снятие питания с бортовых устройств.
Следующим этапом штатного контроля является проверка исправности системы управления 24, которая выполняется устройством 5 контроля системы управления. При этом проверка релейных устройств системы 24 управления производится аналогично проверке релейных устройств электрооборудования 26 с использованием для передачи команд передатчика 41, соединенного через переключатель 30 команд с кабелем 21 передающего релейного канала, а для приема ответных сигналов - устройства 43 гальванической развязки, соединенного через переключатель 31 сигналов с кабелем 22 приемного релейного канала.
Проверка бортовых вычислительных устройств осуществляется с использованием адаптера 39 мультиплексного канала и интерфейсной магистрали 15 мультиплексного канала информационного обмена.
Для проверки радиотехнических устройств в ходе выполнения контрольной задачи по команде с выхода блока 38 включения имитатора, которая формируется в виде напряжения постоянного тока, подается опорное напряжение питания на усилители 34, 36 промежуточной частоты, включая имитатор 4 цели. Имитатор 4, принимая на первый вход циркулятора 32 зондирующий сигнал, излученный антенной 23 радиолокационного визира и принятый контрольной антенной 1, передает его на вход первого преобразователя 33 частоты, в котором складывается с сигналом опорной частоты радиолокационного визира. Далее преобразованный на промежуточную частоту сигнал усиливается в УПЧ 34, задерживается линией 35 задержки, усиливается в УПЧ 36 и подается на вход второго преобразователя 37 частоты, выполняющего обратное по отношению к преобразователю 33 частотное преобразование. Далее сигнал, соответствующий имитируемой дальности цели, через циркулятор 32 подается в контрольную антенну 1 и излучается в пространство в сторону антенны 23 радиолокационного визира.
В случае необходимости, определяемой исходной программой контроля, устройство 5 контроля системы управления выполняет также анализ телеметрических сигналов, поступающих на вход мультиплексора 40 по кабелю 19 релейного канала связи с устройством 25 телеметрии.
Самоконтроль комплекса может выполняться в двух режимах - оперативном, обеспечивающим проверку исправности приборов и межприборных связей независимо от подключения к бортовой аппаратуре, и самоконтроль с охватом внешних связей.
Оперативный режим самоконтроля осуществляется устройством 7 самоконтроля, которое в начале проверки управляющей командой со второго выхода устройства 64 дискретного ввода-вывода, поступающей на управляющие входы переключателей 29, 30, 31, устанавливает их во второе положение. При этом выход переключателя 29 контрольных точек коммутируется с его вторым входом, соединенным с выходом кроссиро-вочного устройства 74, выход переключателя 31 сигналов коммутируется с его вторым входом, соединенным с выходом передатчика 65 команд, а вход переключателя 30 команд коммутируется со своим вторым выходом, соединенным с входом устройства 66 гальванической развязки.
В ходе самоконтроля устройство 7 по аналогии с бортовой аппаратурой воспринимает управляющие команды от устройства 5 контроля системы управления и устройства 6 контроля электрооборудования и генерирует ответные сигналы. Имитация возможных ситуаций, возникающих между контрольными точками электрооборудования, осуществляется с помощью имитатора 72 потенциалов и имитатора 73 сообщений.
При самоконтроле с охватом внешних связей кабельные линии 20, 21 и 22 отсоединяются от соответствующих разъемов БПЛА 2. Кабелем 20 соединяют первый и пятый входы устройства 3 коммутации, кабелем 21 соединяют его первый и четвертый выходы, а кабелем 22 - второй и четвертый входы, как показано пунктиром на фиг.1 и 3. В дальнейшем проверка выполняется так же, как и при оперативном режиме самоконтроля. Отличие заключается в отсутствии управляющего сигнала на управляющих входах переключателей 29, 30, 31, благодаря чему они находятся в первом своем состоянии, как при штатном контроле бортовых систем БПЛА 2.
При необходимости проверки также и вычислительных устройств системы 24 управления, обмен с которыми осуществляется по мультиплексному каналу, магистраль 15 отключают от выхода системы 24 управления и подключают к входу-выходу адаптера 70 мультиплексного канала устройства 7 самоконтроля, соединяя его с адаптером 39 мультиплексного канала устройства 5 контроля системы управления. Тем самым создается возможность взаимного функционирования ЭВМ 44 и 67 для проверки мультиплексного канала связи с системой управления.
Таким образом, предлагаемый комплекс для проверки бортовых систем БПЛА имеет широкие функциональные возможности и повышенную достоверность результатов испытаний за счет охвата контролем радиотехнических систем, вычислительных систем и электрооборудования, увеличения числа контролируемых параметров и автоматизации процесса испытаний.
Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый комплекс может быть изготовлен в соответствии с приведенным описанием и чертежами на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования и использован для комплексной проверки бортовых систем БПЛА.
Список литературы
1. Патент РФ 2174238, МПК G 01 S 7/40, G 09 B 9/00, 27.09.2001 г.
2. Шалыгин А. С., Палагин Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. -Л.: Машиностроение (Лен. отделение), 1986.
Формула изобретения
Комплекс для проверки бортовых систем беспилотного летательного аппарата (БПЛА), содержащий имитатор цели с контрольной антенной, связанной по радиоканалу с антенной радиолокационного визира БПЛА, и пульт управления, выполненный с возможностью задания программы проверки и отображения информации, отличающийся тем, что в него введены устройство гарантированного электропитания, устройство коммутации, включающее переключатель контрольных точек, переключатель команд и переключатель сигналов, а также объединенные в локальную сеть с пультом управления посредством интерфейсных магистралей информационного обмена и концентратора локальной сети устройство контроля системы управления, устройство контроля электрооборудования и устройство самоконтроля, каждое из которых содержит источник вторичного электропитания, подключенный к выходу устройства гарантированного электропитания, и электронно-вычислительную машину (ЭВМ), соединенную с системной интерфейсной магистралью, к которой подключены устройство мониторинга, адаптер локальной сети, соединенный с соответствующей интерфейсной магистралью информационного обмена, и устройство дискретного ввода-вывода, соединенное входом с выходом устройства гальванической развязки, а первым выходом - с входом передатчика команд, причем выходы устройств мониторинга устройства контроля системы управления, устройства контроля электрооборудования и устройства самоконтроля подключены ко входу устройства преобразования интерфейсов, входящего в состав пульта управления и подключенного к центральной ЭВМ, к которой подключены также клавиатура, устройство документирования, внешний накопитель, соответствующая интерфейсная магистраль информационного обмена и системная интерфейсная магистраль, к которой подключено устройство дискретного ввода-вывода, соединенное входом с панелью управления, а выходом - с индикаторным табло, кроме вышеупомянутого к системной интерфейсной магистрали устройства контроля системы управления подключены адаптер мультиплексного канала, через который осуществляется информационный обмен с вычислительными устройствами системы управления БПЛА, и устройство аналого-цифрового преобразования, вход и управляющий выход которого соединены соответственно с выходом и входом адреса информационного канала мультиплексора, на вход которого подаются сигналы от устройства телеметрии БПЛА, ко второму выходу устройства дискретного ввода-вывода устройства контроля системы управления подключен блок включения имитатора цели, соединенный выходом с управляющим входом имитатора цели, опорный вход которого служит для приема сигнала опорной частоты от радиолокационного визира БПЛА, кроме вышеупомянутого устройство контроля электрооборудования содержит устройство измерения сопротивлений и потенциалов, выход которого соединен с системной интерфейсной магистралью устройства контроля электрооборудования, а вход - с выходом коммутатора контрольных точек, управляющий вход которого подключен ко второму выходу устройства дискретного ввода-вывода устройства контроля электрооборудования, кроме вышеупомянутого устройство самоконтроля содержит подключенный к его системной интерфейсной магистрали адаптер мультиплексного канала, который в режиме самоконтроля подключается к входу-выходу адаптера мультиплексного канала устройства контроля системы управления, а также имитатор потенциалов и имитатор сообщений, соединенные с кроссировочным устройством, выход которого подключен ко второму входу переключателя контрольных точек, первый вход которого служит для подключения соединительных цепей от контрольных точек электрооборудования БПЛА, а выход соединен со входом коммутатора контрольных точек устройства контроля электрооборудования, выходы передатчиков команд устройства контроля электрооборудования и устройства контроля системы управления подключены ко входу переключателя команд, второй выход которого соединен с входом устройства гальванической развязки устройства самоконтроля, выход передатчика команд устройства самоконтроля подключен ко второму входу переключателя сигналов, к выходу которого подключены входы устройств гальванической развязки устройства контроля электрооборудования и устройства контроля системы управления, второй выход устройства дискретного ввода-вывода устройства самоконтроля соединен с управляющими входами переключателя контрольных точек, переключателя команд и переключателя сигналов, при этом на первом выходе переключателя команд формируются сигналы, управляющие включением релейных устройств бортовых систем БПЛА, а ответные сигналы соответствующих исполнительных устройств бортовых систем БПЛА передаются на первый вход переключателя сигналов.
ИЗВЕЩЕНИЯ
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.12.2008
Дата публикации: 10.05.2011