Розділ 1. Система автоматичного управління автопілот
У розділі описується метод підвищення рівня безпеки роботи автопілоту, системи реального часу та ОСРЧ QNX.
Підвищення рівня безпеки роботи автопілоту
Задачею реального часу можна назвати таку задачу, правильність виконання якої залежить не лише від того, чи коректно вона була вирішена, а й від часу, за котрий вона була виконана. Іншими словами, задача має правильно вирішуватися з якомога меншими затримками часу або й, взагалі, з їх відсутністю.
Оглядаючись на тему роботи, можна сказати, що задачею розробленого клієнт-серверного застосування є моментальне реагування сервера на отримані пакети даних одразу від трьох клієнтів. Тому, її можна назвати реального часу.
Таке застосування може бути використане для організації функціонування автопілоту літака. Далі розглянемо детальніше особливості роботи автопілоту.
Автопілот літака призначений для автоматичної стабілізації і управління польотом літака за заданою траєкторією. Він забезпечує стабілізацію положення літака відносно трьох основних осей, автоматичний політ літака, стабілізацію висоти та швидкості.
Після активації автопілоту, необхідний періодичний контроль його працездатності і періодичне коректування дрейфу рульових машин.
Основною проблемою при побудові автопілотів і автоматичних систем управління є безпека польоту. В найпростіших і не тільки авіаційних автопілотах передбачується швидке відключення автопілоту льотчиком при порушеннях його нормальної роботи.
Системи автоматичного управління проектуються з розрахунком на відмови зі збереженням основних функцій роботи і передбачається комплекс заходів для підвищення безпеки польоту. Системи автоматичного управління проектуються багатоканальними, тобто паралельно працюють два, три або й чотири абсолютно однакових канали управління на загальний кермовий привід. В такому випадку, відмова одного-двох каналів ніяк не впливають на загальну працездатність системи.
Система контролю постійно відслідковує відповідність вхідних сигналів і виконує неперервний контроль вихідних параметрів системи автоматичного управління протягом всього польоту. У випадку виникнення якої-небудь відмови система самостійно приймає рішення про можливість подальшої роботи режиму, його переключення на резервний канал, дублюючий режим чи передачу управління льотчику.
Автопілот для свого функціонування потребує дані з багатьох пристроїв та датчиків, основними з яких є авіагоризонт, центральна гіровертикаль, висотоміри та інші (Рис. 1).
Рис. 1. Схема передачі даних датчиками автопілоту літака
Розроблене застосування можна встановити на автопілоті та перерахованих вище пристроях. Застосування сервера необхідно встановити на самому автопілоті (окрема машина чи програмно-апаратний комплекс), а застосування клієнтів відповідно на пристроях, з яких передаються дані.
Можна розглянути схему встановлення даного програмного забезпечення на прикладах автопілота (Рис. 2). На автопілоті встановлюється операційна система реального часу QNX, на якій завантажується застосування сервера, що буде очікувати на підключення клієнтів. На пристроях центральної гіровертикалі, авіагоризонту та висотімірі встановлюється ОСРЧ QNX, на кожній з яких необхідно завантажити застосування клієнта. Між даними операційними системами необхідне мережеве з’єднання.
Рис. 2. Схема одночасної передачі даних на датчики автопілоту
Дотримання такої схеми передачі даних від пристроїв літака до автопілоту забезпечить отримання важливих даних в реальному часі. Таким чином, можна стверджувати, що дана розробка є ефективною в системах автоматичного управління та досить актуальною.