5.4. Управляющий вычислительный комплекс радиотелескопа

РТ-70

Антенная установка РТ-70 (см. рис. 5.51) предназначенадля проведения радиоастрономических и радиофизических исследо­ваний, а также для обеспечения дальней космической связи в диапазонах сантиметровых и миллиметровых длин волн.

В связи с переходом в миллиметровый диапазон сужается ди­аграмма направленности зеркальной системы, поэтому по­вышаются требования к точности ее наведения на объект облу­чения (актуальными становятся секунды, доли секунд). В этом

Рис. 5.51. Структурная схема РТ-70: 1 — ригель; 2 — контррефлектор; 3 — главное зеркало; 4 — опорное кольцо; 5— перископическое зеркало; 6 — ферменный каркас; 7 — горизон­тальная ось; 8 — основание; 9 — противовес; 10— платформа; —угол азимута; — угол места

случае, информации об углах поворота валов исполнительных механизмов становится недостаточной для точного наведения. Кроме того, практика использования зарубежного аналога ''GBT-lOQ" показала, чтодля обеспечения требуемой чувстви­тельности и повышения коэффициента использования зеркаль­ной системы необходимо использовать адаптивное управление положением щитов (фасетов) основного зеркала, для осуще­ствления которого необходима информация о текущем поло­жении указанных щитов.

Главной целью функционирования управляющего вычисли­тельного комплекса (УВК) РТ-70 является выработка (вычис­ление) задающих управляющих воздействий для систем автома­тического управления (САУ) электросиловыми приводами (ЭСП) антенной установки (АУ), обеспечивающих их оптималь­ное функционирование во всех штатных режимах.

Основным рабочим режимом этого УВК является режим программного наведения. Процесс функционирования УВК в этом режиме включает решение следующих основных задач:

измерение и оценка параметров внешней среды: Т°С — тем­пература, V_в — скорость ветра — углы, характеризую­щие направление ветра;

юстировка гироскопической системы измерения координат; измерение координат элементов конструкции АУ (основно­го зеркала (03), контррефлектора (КР), перископического зер­кала (ПЗ), опорного кольца (OK));

вычисление неизмеряемых координат и идентификация, выход на объект наведения по азимуту и углу места; калибровка и установка нуля приемника излучения; сканирование объекта наведения; слежение по сигналу сопровождения; адаптация поверхности 03,

выход на режим заштыривания по азимуту и углу места.

Для обеспечения этого процесса УВК должен осуществлять запуск всех САУ ЭСП и систем измерения параметров АУ и внешней среды, вычисление неизмеряемых координат, оши­бок и корректирующих сигналов систем управления, а также контроль функционирования всех систем АУ с пульта управле­ния оператора (ПУО) и диагностику неисправностей.

Работа радиотелескопа РТ-70 в миллиметровом диапазоне радиоволн обеспечивается системой автоматического управле­ния (САУ) наведения АУ на основании информации, поступа­ющей от внешних источников (оператора и внешней сети ЭВМ) и от собственной информационно-измерительной системы (ИИС).

Измерение и оценка параметров внешней среды предназна­чены для определения допустимости проведения рабочих ре­жимов по условиям безопасности и достижимым ошибкам наведения. Кроме того, результаты этих измерений поступа­ют на вход компьютерных моделей для обеспечения их кор­ректировки.

Юстировка предназначена для установки нуля гироскопа по азимугу и углу места. В этом режиме вначале по нормированным сигналам, вырабатываемым УВК и передаваемым в САУ ЭСП 03, последнее устанавливается в "зенит", а затем по результа­там геодезических измерений с помощью лазерных автоколли­маторов осуществляется полуавтоматическая корректировка на­чальной установки осей гироскопа ОК и 03.

Измерения координат элементов конструкции ЛУпредназна- чены для получения исходных данных для компьютерных моде­лей АУ, с помощью которых УВК осуществляет вычисление оптимальных управляющих воздействий в режиме выхода на объект наведения, а также вычисления управляющих воздей­ствий для системы адаптации ШОП ОЗ.

Выход на объект наведения является одним из основных режимов работы УВК. В этом режиме в качестве управляюще­го воздействия на входы САУ ЭСП во временные интервалы, синхронизированные с системой единого времени (СЕВ), за­даются требуемые координаты наведения. Кроме того, для до­стижения оптимальных значений координат отражающих поверхностей АУ по условию достижения максимума прини­маемого сигнала, в некоторые временные интервалы Т. с по­мощью компьютерных моделей АУ вычисляются и вырабаты­ваются корректирующие сигналы управления, подаваемые в САУ ЭСП 03, КР и ПЗ (рис. 5.52-5.55), а также управляю­щие сигналы адаптации ЩОП 03, подаваемые в САУ ЭСП актуаторов (САУ ЭСП А) (рис. 5.56).

Рис. 5.52. Схема управления положением основного зеркала:

ОЗ — основное зеркало; КР — контррефлектор; ОК — опорное кольцо; ЭСГ A3 — азимутальный электросиловой привод; ЭСП УМ — угломестный электросиловой привод; KA3 — контроллер азимута; КУМ — контроллер угла места; ДАЗ — датчик азимутальной оси привода; ДУМ — датчик угломестной оси привода; САУ ОЗ — система автоматического управления основным зеркалом; ЗПД ОЗ — задатчик программного движения основного зеркала; КП 03 — корректор перемещения основного зеркала; ДМ 03 — динамическая модель основного зеркала; ВП АП — вычислитель параметров аппроксимирующего параболоида; СИП ЩОП — система измерения положения щитов отражающей поверхности основного зеркала; СИП OK — система измерения положения опорного кольца; ГИБК — гироскопический измеритель базовых координат; БДУС — блок датчиков угловых скоростей; СЮГ — система юстировки гироскопа; ЭС ПОС — экспертная система оценки параметров окружающей среды; СИП OC — система измерения параметров окружающей среды; Т°С — температура; VB — скорость ветра; — углы, характеризующие направление ветра

Рис. 5.53. Схемауправления положением контррефлектора:

ОЗ — основное зеркало; КР — контррефлектор; ОК — опорное кольцо; ЭСГ A3 — азимутальный электросиловой привод; ЭСП УМ — угломестный электросиловой привод; KA3 — контроллер азимута; КУМ — контроллер угла места; ДАЗ — датчик азимутальной оси привода; ДУМ — датчик угломестной оси привода; САУ ОЗ — система автоматического управления основным зеркалом; ЗПД ОЗ — задатчик программного движения основного зеркала; КП 03 — корректор перемещения основного зеркала; ДМ 03 — динамическая модель основного зеркала; ВП АП — вычислитель параметров аппроксимирующего параболоида; СИП ЩОП — система измерения положения щитов отражающей поверхности основного зеркала; СИП OK — система измерения положения опорного кольца; ГИБК — гироскопический измеритель базовых координат; БДУС — блок датчиков угловых скоростей; СЮГ — система юстировки гироскопа; ЭС ПОС — экспертная система оценки параметров окружающей среды; СИП OC — система измерения параметров окружающей среды; Т°С — температура; VB — скорость ветра; — углы, характеризующие направление ветра

Рис. 5.54. Схема управления положением перископического зеркала:

03— основное зеркало; КР— контррефлектор; ОК— опорное кольцо; ПЗ— перископическое зеркало; ЭСП фу- электросиловой привод поворота по углу ф₍; ЭСП Ф_ж— электросиловой привод поворота по углу ф_г; ЭСП Z— электросиловой привод перемещения вдоль оси Z; ЭСП У— элекзросиловой привод псрсмсшсния вдоль оси У; ЭСП X— электросиловой привод перемещения вдоль оси X; К— ф,— контроллер поворота по фр К— ф_ж— контроллер поворота по ф_г К- Z— контроллер перемещения вдоль оси Z; К- У- контроллер перемещения вдоль оси У\ К—Х~ контроллер перемещения вдольоси X: ДОС — ф_} — датчикобратной связи но Ф_г ДОС - ф, — датчик обратной связи по ф,; ДОС- 2— датчик обратной связи ио Z\ ДОС— Y— датчик обратной связи но К; ДОС— X- датчик обратной связи но Х\ САУ ПЗ— система автоматического управления перископическим зеркалом; ЗПД ПЗ— зааатчик программного движения перископического зеркала; КП ПЗ— корректор перемещения перископического зеркала; ЭДМ ЗС— электродинамическая модель зеркальной системы; ВП КР— вычислитель параметров контррефлектора ВП АП— вычислитель параметров аппроксимирующего параболоида; ВП ПЗ— вычислитель параметров перископического зеркала; СИП КР— система измерения положения контррефлектора; СИП ЩОП— система измерения положения щитов отражающей поверхности основного зеркала; СИП ОК— система измерения положения опорного кольца; СИП ПЗ— система измерения положения перископического зеркала; ГИБК — гироскопический измеритель базовых координат; СЮГ— система юстировки гироскопа; ЭС ПОС— экспертная система оценки параметров окружающей среды; СИП ОС— система измерения параметров окружающей среды;

Т°С — температура; VB — скорость ветра; — углы, характеризующие направление ветра

Рис. 5.55. Схема управления положением щитов отражающей поверхности основного зеркала:

1ЦОП 03— щиты отражающей поверхности основного зеркала; ОК— опорное кольцо; ЭСПА № 1 — электросиловой привод актуатора № 1; ЭСПА № 4000— электросиловой привод актуатора № 4000; КА № 1— контроллер актуатора № 1; КА № 4000— контроллер актуатора № 4000; ДОС № 1— датчик обратной связи актуатора № 1; ДОС № 4000— датчик обратной связи актуатора № 4000; САУА ЩОП— системаавтоматического управления актуаторами щитов отражающей поврхности; ЗПД ЩОП— задатчик программного движения щитами отражающей поверхности основного зеркала; КП ЩОП— корректор перемещения щитов отражающей поверхности основного зеркала; ВП АП— вычислитель параметров аппроксимирующего параболоида; СИП ЩОП— система измерения положения щитов отражающей поверхности основного зеркала; СИП ОК— система измерения положения опорного кольца; ГИБК— гироскопический измеритель базовых координат; СЮГ— система юстировки гироскопа; ЭС ПОС— экспертная система оценки параметров окружающей среды; СИП ОС— система измерения параметров окружающей среды; Т°С — температура; VB — скорость ветра; — углы, характеризующие направление ветра

Калибровка и установка нуля приемника излучения осуществ­ляются перед режимом сканирования объекта наведения с це­лью повышения соотношения сигнал/шум. В эгом режиме УВК вначале выдает нормированные управляющие сигналы в САУ ЭСП 03 (рис. 5.52) для отвода АУ от объекта сканирования на некоторые углы азимута и места. Затем УВК производит измере ­ние падающей на приемник электромагнитной энергии фоново­го излучения (измерение уровня шума), вычисление среднего значения шума за некоторый период Tj и его запоминания для вычитания этого среднего значения из принимаемого сигнала в режиме сканирования. В заключении этого режима УВК вычис­ляет и выдает управляющие сигналы в САУ всех ЭСП для воз­врата на объект наведения.

Сканирование объекта наведения осуществляется с целью уменьшения ошибки наведения АУ на максимум принимаемого сигнала по методу равносигнальной зоны (MPC3) [1,2] и полу­чения изображения объекта в миллиметровом диапазоне длин волн. Отличительной особенностью MPC3 является то, что ин­формация о смещении относительно базы (излучателя или прием­ника) содержится в значении основного информативного па­раметра, которым в большинстве случаев является глубина модуляции излучения. Этот факт, наряду с большим диапазо­ном контролируемых смещений, обеспечивает высокую поме­хоустойчивость (например, ктурбулентности атмосферы), а со­пряжение измерительной системы с УВК обеспечивают высокую чувствительность измерения, непосредственное оценивание сме­щений отражающих поверхностей и выработку соответствую­щих корректчрующих сигналов. В режиме сканирования УВК вырабатывает и передает в САУ ЭСП ПЗ (рис. 5.54) сигнал типа: . При этом частота fi и амплитуда Аi. подбираются таким образом, чтобы обеспечить сканирование объекта по все­му полю зрения АУ. Измерительная система, связанная с при­емником излучения, осуществляет вычитание из принимаемого сигнала вычисленного ранее сигнала шума и выделение из него сигнала x_k с частотой fk сканирования ПЗ, по которому конст­руируется изображение объекта с учетом деформаций конст­рукции АУ, измеряемых с помощью оптико-электронной из­мерительной системы.

Слежение по сигналу сопровождения является основным режи­мом, обеспечивающим сеанс связи и радиоастрономических из­мерений. Этот режим rio решению оператора или экспертной системы, выполняющей роль оператора, периодически может пре­рываться режимом калибровки и установки нуля приемника из­лучения. Кроме того, в этом режиме по решению оператора или экспертной системы, выполняющей роль оператора, могут осуществляться периодические измерения координат ЩОП ОЗ и их адаптация.

В режиме слежения, с использованием MPC3, УВК после обработки изображения объекта наведения вычисляет и подает в САУ ЭСП 03, КР и ЩОП 03 (рис. 5.52-5.54) периодически, с периодами Т. = (4-5)/2 f. сигналы коррекции их положения.

Режим адаптации предназначен для выставления щитов от­ражающей поверхности 03 с помощыо приводов актуаторов в соответствие с положением поверхности теоретического пара­болоида (рис. 5.55). При этом решается задача обеспечения мак­симальной эффективности использования поверхности 03. УВК в этом режиме периодически, на некоторый интервал времени t прерывает сканирование ПЗ, осуществляет запуск лазерных излучателей оптико-электронной измерительной системы САУ ЭСП А, измеряет положение ЩОП 03, вычисляет их отклоне­ние от поверхности теоретического параболоида и подает сиг­налы рассогласования в САУ ЭСП А.

Выход на режим заштыривания обеспечивает завершение се­анса связи и радиоастрономических измерений. В этом режиме УВК сообщает оператору об окончании сеанса связи и радио­астрономических измерений, прекращает выработку и подачу управляющих воздействцй в САУ ЭСП 03, КР и ПЗ (рис. 5.52— 5.54), осуществляет запоминание всех координат и параметров А.У и переводит все САУ в режим ожидания.

Режим заштыривания предназначен для "перемещения АУ с помощыо электросиловых приводов азимута и угла места в положение, обеспечиваюшее ее надежную фиксацию путем заштыривания приводов. В этом режиме решается задача вычис­ления и подачи на вход САУ 03 (рис. 5.52) управляющих воз­действий, соответствующих требуемым значениям азимута и угла места.

Помимо указанных основных задач УВК может решать следу­ющие вспомогательные задачи.

Режим реыаментного наведения соответствует проверке нор­мального функционирования и настройке отдельных следящих электроприводов и САУ в целом, а также проведению регла­ментных работ на отдельных устройствах АУ. В этом режиме ре­шаются задачи изменения пространственного положения АУ и ЩОП 03 по различным законам, никак не связанным с СЕВ. К таким законам относятся: перемещение в заданное угловое положение (ступенчатое управление), движение с постоянной угловой скоростью (линейно изменяющееся управляющее воз­действие), движение АУ по синусоидальному закону и др. УВК в этом режиме вычисляет требуемые управляющие воздействия и подает их на входы соответствующих САУ (рис. 5.52—5.55).

Режим полуавтоматического наведения, так же как и режим регламентного наведения, предназначен для выполнения на АУ подготовительных и регламентных работ. В этом режиме реша­ются задачи пространственных перемещений АУ со скоростью движения, которая задается оператором путем подачи управля­ющих воздействий на входы скоростных подсистем соответству­ющих САУ (рис. 5.52-5.55).

Осуществление коррекции положения элементов зеркальной системы РТ-70 по виду изображения объекта наведения, получа­емого после сканирования и'фильтрации, является новой задачей в радиотелескопах, и поэтому опишем ее подробнее.

Рассмотрим характерные варианты хода лучей и получаемых изображений точечных источников.

При идеальном пространственном положении ЩОП, КР и ПЗ на мишень попадают все лучи от ЩОП, и они образуют на ней заданную выпуклую геометрическую фигуру в виде круга. В противном случае на мишени будет некоторая другая невы­пуклая фигура (рис. 5.56). При использовании метода распоз­навания изображений (МРИ) для целей управления УВК срав­нивает эту фигуру с требуемой идеальной и вырабатывает сигналы коррекции, подаваемые на вход САУ-Адля обеспече­ния требуемого перемещения ЩОП до сведения рассогласова­ния измеряемой и идеальной фигур до минимально возмож­ной величины.

Рис. 5.56. Мнимое изображение на мишени при рассогласовании всех элементов ЗС

При идеальном пространственном положении ЩОП, соот­ветствующем параболоиду, но при несогласованном положении оптических осей 03, КР и ПЗ на мишень могут попадать не все лучи (большое рассогласование) и/или образующаяся фигура будет отличаться от круга и/или будет располагаться не в цен­тре мишени (рис. 5.57). При использовании МРИ для целей уп­равления анализ подобных фигур и сравнение их с хранящими­ся в памяти эталонами позволяют УВК вычислять сигналы коррекции, которые могут по команде оператора или эксперт­ной системы, заменяющей оператора, подаваться-в соответству­ющие САУ 03, КР и ПЗ для коррекции их оптиче­ских осей.

При идеальном пространственном положении ЩОП, со­гласованном положении оптических осей 03, КР и ПЗ и нео­птимальном расстоянии между КР и ПЗ на мишени будет круг большего или меньшего диаметра (рис. 5.58). Последняя инфор­мация при использовании МРИ для целей управления позволя­ет УВК вычислять корректирующие сигналы, подаваемые по команде оператора или экспертной системы, заменяющей опе­ратора, в САУ ПЗ для линейного перемещения ПЗ в положение, обеспечивающее максимум принимаемого радиоизлучения.

Рис. 5.57. Мнимое изображение на мишени при рассогласовании оптических осей ЗС

Рис. 5.58. Мнимое изображение на мишени ттри неоптимальном расстоянии между КР и ПЗ

Кроме того, УВК посгоянно посылает синтезируемое изобра­жение на экран монитора оператора, что в принципе позволяет оператору судить о текущей эффективности сеанса и при необхо­димости вмешиваться в процесс управления, вплоть до перехода на ручной режим управления.

Для обеспечения возложенных на УВК задач последний дол­жен строиться как многоуровневая многопроцессорная локальная вычислительная сеть (ЛВС) (рис. 5.59) [1, 2]. На верхнем уровне (стратегическое управление) можно иметь две ЭВМ: одну цент­ральную управляющих (ЦУВМ) и одну — ЭВМ-сервер ЛВС (СЛВС). На среднем уровне (тактическое управление) располагаются УВМ САУ и информационно-измерительной системы (ИИС) и на ниж­нем (исполнительном) — контроллеры приводов, УВМ ИВК и контроллеры крейтов измерительных каналов. Причем ЦУВМ и УВМ САУ и ИИС должны иметь интеллектуальные программ­ные средства принятия решения в условиях неопределенности и вся система должна работать в режиме реального времени.

Управление наведением АУ на верхнем уровне (стратеги­ческое управление) осуществляется САУ на базе ЦУВМ и сер­вера ЛВС.

Управление наведением АУ на среднем уровне (тактическое управление) осуществляется с помощью УВМ следующих сис­тем автоматического управления (САУ):

САУ основного зеркала (ОЗ) с двумя электроприводами наведения 03: азимутальным (ЭСП-АЗ) и угломестным (ЭСП- УМ). Каждый из электроприводов наведения 03 имеетдва диа­пазона скоростей, реализованных путем применений редукто­ров с разным передаточным числом: диапазон "Быстро" и диапазон "Медленно";

САУ контррефлектора (KP) с тремя электроприводами ли­нейного наведения по осям X, Y, Zn двумя углового наведения по углам ф_г ф_уконтррефлектора (ЭСП-КР);

САУ перископического зеркала (ПЗ) с одним электропри­водом линейного наведения по оси Z и двумя элестропривода- ми углового наведения по углам ф_г, <р_х перископического зерка­ла (ЭСП-ПЗ);

САУ актуаторов (А) панелей 03 с электроприводами ли­нейного перемещения вершин ЩОП (ЭСП-А);

САУ опорного кольца (OK) с двумя электроприводами пово­рота опорного кольца вокруг оси X( ) и оси Y( ) (ЭСП-ОК).

Сбор и обработка информации для САУ стратегического и тактического уровней осуществляется с помощью расположен­ной на среднем уровне УВМ информационно-измерительной сис­темы (ИИС).

Управление нижнего (исполнительного) уровня осуществ­ляется следующими котроллерами:

Автоматизация измерения параметров окружающей среды и их обработка осуществляются с помощью УВМ измерительно- вычислительного комплекса окружающей среды (ИВК-ОС) с кон­троллером крейта каналов измерения. Автоматизация измерения и юстировка нуля гироскопа осуществляются с помощью УВМ измерительно-вычислительного комплекса юстировки (ИВК-Ю) с контроллерами измерительных каналов. Автоматизация гироско­пического измерения азимута, угла места и координат QK осуще­ствляется с помощью УВМ измерительно-вычислительного комп­лекса гироскопических измерений (ИВК-ГИ) с контроллерами измерительных каналов. Автоматизация измерения положения KP, ПЗ и 03 и вычисление по результатам измерений текущих коорди­нат и скоростей оптических осей ОЗ, КР и ПЗ осуществляются с помощью УВМ измерительно-вычислительного комплекса ла­зерного измерения координат (ИВК-ЛИК) с контроллерами из­мерительных каналов. Автоматизация измерения координат ЩОП 03 и вычисления по результатам измерений параметров теорети­ческого параболоида 03 осуществляются с помощью УВК измери- тельно-вычислительного комплекса лазерного измерения положе­ния ЩОП (ИВК-ЛИП). Автоматизация радиоизмерения положения объекга слежения по методу PC3 осуществляется с помощью УВМ измерительно-вычислительного комплекса радиоизмерений (ИВК- РИ). Все ИВК передают измерительную информацию на верхний и средний уровень в ЦУВМ и УВМ САУ и ИИС.

Вычислительные средства ВУК выбираются, исходя из ана­лиза задач, которые они должны решать.

Сервер ЛВС должен решать следующие основные задачи: запуск и поддержку функционирования ЛВС в режиме реаль­ного времени;

синхронизацию ЛВС с СЭВ;

беспечение безопасного выхода в сеть Internet;

защиту ЛВС от вирусов;

отображение текущего состояния ЛВС;

контроль состояния сетевого оборудования, диагностику его несправностей и формирование команд технологической сигна­лизации.

ЦУВМ для осуществления основного режима работы (про­граммное наведение) должна решать следующие основные за­дачи:

вычисление экваториальных координат d и а космических объектов, за которыми должно осуществляться слежение;

вычисление времени по данным СЕВ либо от собственного таймера;

вычисление координат азимута (А) и угла места (H) АУ в реальном времени;

вычисление координат зоны максимума плотности прини­маемого АУ излучения (фокуса АУ);

вычисление аналитических поправок к координатам азиму­та dF и угла места dH;

учет поправок оператора А и Н;

интерполяция координат азимута и угла места для частоты 256 Гц;

вычисление и выдачу программных значений координат для САУ 03, САУ KP, САУ ПЗ и САУ OK;

программный поиск фокуса АУ с помощью сканирования и анализа принимаемого сигнала по методу равносигнальной зоны;

вычисление и выдачу в САУ 03, САУ КР и САУ ПЗ управ­ляющих корректирующих воздействий по результатам программ­ного поиска;

обмен текущей информацией с ЭВМ САУ и ИИС; индикацию и регистрацию текущих параметров сеанса сле­жения.

С учетом сложности решаемых УВК задач и требуемой высо­кой производительности и надежности ЛВС в качестве ЦУВМ и сервера ЛВС можно использовать серверные платформы lntelSPSH4 & SRSH4, которые поддерживают до четырех процессоров Intel Xeon MP, что обеспечивает необходимую для управления высо­чайшую производительность сети.

Высокий уровень надежности и готовности сети, позволяю­щий минимизировать время простоев, обеспечивается благодаря использованию таких характеристик рекомендуемых платформ, как высокоэффективная система управления, резервные источники пи­тания и вентиляторы с возможностью "горячей замены", поддер­жка жестких дисков SCSI и плат PCI с горячей заменой, а также поддержка системы Intel Server Management для управления сер­вером, невзирая на то, работает или нет операционная система.

Серверы обладают масштабируемостью, обеспечивающей наращивание вычислительной мощности по мере необходимос­ти от одного до четырех процессоров и увеличение числа жест­ких дисков вплоть до десяти SCSI с горячей заменой.

Используемые в этих серверах процессоры Intel® Xeon™ MP с кэш памятью третьего уровня объемом 512 кбайт— 1 Мбайт и технологией Hyper-Threading обеспечивают их должной про­изводительностью наряду с надежностью, гибкостью и запасом производительности, необходимым для пиковых нагрузок в си­стемах управления.

Программная система Intel Server Management следит за ключевыми серверными компонентами и помогает решать мно­гие проблемы с помощью встроенного удаленного управления через локальную сеть и модем, с помощью записи сообщений и оповещений через электронные сообщения и пейджинговые устройства, а также с помощыо проактивного управления.

RAID-контроллеры Intel помогают защищать данные, при­ложения и операционную систему сервера ог сбоев жестких дис­ков. Intel предлагает целый ряд недорогих высокопроизводитель­ных RAID-контроллеров, легко интегрируемых с другими серверными компонентами Intel.

Серверные адаптеры Intel PRO, включая серверные адапте­ры Intel® Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, помогают избавиться от "узких мест" и повысить уровень готовности сервера.

Основные характеристики платформ и их преимущества, под­тверждающие целесообразность их выбора в качестве ДУВМ и ЭВМ-сервера ЛВС, приведены в табл. 5.4

Таблица 5.4

Характеристика	Преимущество
Поддержка до четырех процес­соров Intel* Xeon™ MP с кэш­памятью третьего уровня объемом 512 Кб -1 Мб и технологией Hyper-Threading	Производительность и масшта­бируемость для самых требова­тельных серверных приложений
12 разъемов для установки DIMM памяти типа registered ЕСС DDR200/266 DDR SDRAM общим объемом до 24 Гб	Широкий диапазон объема па­мяти для поддержки широкого круга серверных решений
Пять сегментов шин PCI, обес­печивающие передачу данных, от устройств вводаУвывода со скоро- стью 3 Гб/с	Устранение «узких мест» и по­вышенная пропускная способ­ность для интенсивных операций ввода/вывода
Восемь разъемов PCI: четыре 64-разрядных/100МГц PCI-X с возможностью горячей замены, два 64-разрядных/100МГц PCI-X без возможности горячей замены и два 32- разрядных/ЗЗМГц без воз- можности горячей замены	Гибкая и сбалансированная ар­хитектура для множества конфи­гураций с высокой масштабируе­мостью для будущего расширения
Доступ к устройствам PCI и воз­можность их горячей замены	Не требуется выключать сервер для установки или снятия перифе- рийных устройств
Два встроенных канала Ultra 160 SCSI	Максимальная пропускная спо­собность и конфигурационная гибкость
Два встроенных серверных сете­вых адаптера Inter: lntel* PRO/lOQ+ и Intel* PRO/lOOQ ХТ	Широкая совместимость, мас­штабируемая пропускная способ- ность и резервные соединения
Встроенный графический кон­троллер ATI* Rage* XL с памятью объемом 4 Мб	Высокопроизводительная встро­енная графическая подсистема, не нуждающаяся во внешнем графи- ческом адаптере

X арактеристика	Преимущество
Усовершенствованная система Intel* Server Management, включая защиту данных, встроенное уда­ленное администрирование, опо­вещение о событиях и проактив- ное управление сбоями	Безопасность, облегченный по­иск и устранение неисправностей, легкость обслуживания
Трехлетняя ограниченная гаран- тия	Уверенность, гарантированная качеством технологий Intel
Разработка корпорации Intel	Производительность, эффектив­ность и широкий выбор, которыми славится продукция Intel

Серверная платформа Intel SPSH4 обеспечивает универсаль­ность, высокую производительность и хорошую масштабируе­мость. Она выпускается в трех конфигурациях: двух пьедесталь- ных и одной для монтажа в стойку. У нее превосходные возможности для расширения. Она имеет восемь разъемов PCI, поддержку системной памяти объемом до 24 Гбайт и до 10 жестких дисков, а также два встроенных серверных сетевых адаптера Intel*. Поддерживая до десяти однодюймовых жестких дисков Ultra'16Q или Ultra320, серверная платформа SPSH4 предоставляетдиско- вую память, достаточную для удовлетворения самых требователь­ных приложений. Благодаря резервным источникам питания мош- ностыо 600 Вт и резервным вентиляторам серверная платформа SPSH4 в значительной степени снижает вероятность прерывания работы сервера из-за проблем с питанием или системой охлажде­ния. Серверную платформу SPSH4 легко обслуживать благодаря доступу без инструментов. Резервные источники питания, жест­кие диски и вентиляторы с горячей заменой, а также поддержка "горячего подключения" адаптеров PCI — все это сводит простои сервера при добавлении новых устройств к минимуму. Более того, простота обслуживания модульной конструкции корпуса, обеспе­чивающей очень удобный доступ, помогает свести к минимуму совокупную стоимость эксплуатации.

Серверная платформа Intel® SRSH4 обеспечивает высокий уровень готовности, масштабируемости и производительности

с высокой плотностыо монтажа в стойке высоты 4LJ. Она идеаль­но подходитдля стоечных решений с высокой п лотностью монта­жа, предоставляя высочайшую производительность. Серверная платформа SRSH4 в стоечном исполнении в корпусе высотой 4U обеспечивает исключительно высокую емкость накопительных устройств, обеспечивая поддержку пяти однодюймовыхжестких дисков Ultra'160 или Ultra32Q SCSI. Благодаря резервным источ­никам питания мощностью 430 Вт и резервным вентиляторам серверная платформа SRSH4 в значительной степени снижает ве­роятность прерывания работы сервера из-за проблем с питанием или системой охлаждения. Серверную платформу SRSH4 легко обслуживать благодаря ее резервным источникам питания, жест­ким дискам и вентиляторам с горячей заменой, а также поддерж­ке "горячего подключения" адаптеров PCI — все это сводит про­стои сервера к самому минимуму при добавлении новых устройств. Более того, простота обслуживания модульной конструкции кор­пуса, обеспечивающей очень удобный доступ, поможет вам свес­ти к минимуму совокупную стоимость эксплуатации.

УВМ всех САУ ЭСП должны обеспечить следующие основ­ные режимы работы АУ: программное наведение; регламентное наведение; режим полуавтоматического наведения. В качестве УВМ (операторских станций) САУ ЭСП 03, КР и ПЗ можно использовать персональные компьютеры (ПК), вы­полненные на основе промышленного шасси IPC-610 и плоско­панельного промышленного монитора с 17" TFT ЖК-дисплеем фирмы Advantech. Аналогичные компьютеры по-видимому по­дойдут и для УВМ САУ других ЭСП и ИИС. При этом будет обеспечена унификация оборудования среднего (тактического) уровня ЛВС.

Ядром такого ПК является модуль центрального процессор­ного устройства PCA-6108F, обеспечивающий поддержку ин­формационного обмена в сетях INTERNET и Ethernet. Для орга­низации в системе канала синхронизации с единым временем используется сеть на основе модуля последовательного интер­фейса RS-485 (плата PCL-745). Связь с внешними органами уп­равления и индикации осуществляется при помощи платы диск­ретного ввода-вывода PCL-731 и модулей гальванической развяз­ки Grayhill.

Все УВМ тактического уровня целесообразно объединить в сеть Ethernet, которая строится на основе концентраторов Rail Hubs (RH1 — TP/FL), позволяющих легко конфигурировать се­тевые структуры небольших и средних размеров. С помощью Rail Hubs УВМ могут образовывать отказоустойчивую кольцевую структуру с производительностью 10 Мбит/с. Концентраторы соединяются с УВМ при помощи стандартных соединителей RJ- 45 по каналу, образованному витой парой. Оптоволоконный ка­бель, связывающий концентраторы в кольцевую структуру, по­вышает надежность сети. Питание концентраторов обеспечивают 24-вольтовые источники питания RPS 60.

Для размещения УВМ на базе ПК фирмы Schroff могут ис­пользоваться промышленные шкафы PROLINE, обеспечивающие надежную защиту ПК, монитора и другого оборудования. В шка­фу имеются выдвижное шасси для клавиатуры и выдвижная под­ставка для мыши. Верхняя и нижняя дверцы шкафа — запираемые. В верхней части шкафа размещается монитор, в нижней — шасси ПК, клеммные платы для установки модулей гальванической раз­вязки, сетевой концентратор, источник бесперебойного питания, сетевой автомат защиты и розетки электропитания. Внутришкаф- ный кросс выполнен на основе клемм WAGO. Источник беспере­бойного питания имеет связь с Г1К через СОМ порт и в случае пропадания напряжения сети поддерживает питание пока, акку­муляторные батареи не разрядятся до уровня 70 % от номиналь­ного значения. После этого приложения закрываются, а питание отключается, обеспечивая защиту аккумуляторных батарей от пол­ной разрядки.

Контроллеры (УВМ) нижнего (исполнительного) уровня при работе АУ в миллиметровом диапазоне радиоволн должны обеспе­чивать управление следующими силовыми электроприводами на­ведения:

двумя электроприводами наведения основного зеркала (03): азимутальным (ЭСГ1-АЗ) и угломестным (ЭСП-УМ). Каждый из электроприводов наведения ОЗ имеет два диапазона скорос­тей, реализованных путем применения редукторов с разным пе­редаточным числом: диапазон "Быстро" и диапазон "Медленно";

пятью электроприводами наведения контррефлектора (ЭСП- KP);

тремя электроприводами наведения перископического зер­кала (ЭСП-ПЗ):

двумя электроприводами OK; электроприводами (около 4000) актуаторов. В качестве контроллеров ЭСП A3, УМ, КР и ПЗ можно использовать контроллеры фирм Advantech, Fastwel, Octagon systems, гарантирующих высокую надежность и устойчивость к воздействию внешних факторов. Предлагается в контроллерах использовать объединительный каркас ICC19101; блок пита­ния; модуль центрального процессорного устройства CPU 686E; преобразователь интерфейса RS232\RS485; модуль аналогового ввода с гальванической развязкой AU6-5A-1; модуль аналого­вого вывода с гальванической развязкой AOl6-V; модули дис­кретного ввода-вывода UNI096-5 и UNI048-5, обеспечиваю­щие ввод-вывод до 144 дискретных сигналов; модули гальванической развязки Grayhill; клеммные платы модулей гальванической разрядки MPB-24; клеммные платы аналого­вых входов-выходов TB-20. Конечно, желательно использова­ние в УВК контроллеров одного типа для всех ЭСП. Однако ЭСП актуаторов, в силу специфики конструкции последних и выполняемых ими функций, будут сильно отличаться от ос­тальных ЭСП. Это потребует, скорее всего, использованиядру- гого типа контроллеров.

УВМ ИВК при работе АУ в миллиметровом диапазоне ра­диоволн должны обеспечивать:

автоматизацию измерения параметров окружающей среды и их обработку;

автоматизацию измерения и юстировки нуля гироскопа автоматизацию гироскопического измерения азимута, угла места и координат OK;

автоматизацию измерения положения КР, ПЗ и 03 и вычис­ление по результатам измерений текущих координат и скорос­тей оптических осей 03, КР и ПЗ;

автоматизацию измерения координат ЩОП 03 и вычисления по результатам измерений параметров теоретического параболои­да 03;

автоматизацию радиоизмерения положения объекта слежения по методу PC3;

УВМ всех ИВК должны передавать измерительную информа­цию на верхний и средний уровень в ЦУВМ и УВМ САУ и ИИС.

По тем же, изложенным выше, причинам в качестве УВМ всех ИВК целесообразно использовать один и тот же тип аппа­ратуры, но с разным набором измерительных модулей и крей- тов. Причем окончательный ее выбор целесообразно произвести только после решения всех вопросов, связанных с выявлением оптимальных методов измерения, а также параметров и харак­теристик измерительных каналов.

Измерительные каналы ИВК-ОС могут быть построены на базе термогигробарометра LB-715 производства LAB-EL Elektronika Laboratoryjna (Польша), анеморумбографа M63MP про­изводства ООО "НИПК Аналит-сервис", сейсмографа StrataVisor NZ компании Geometries с модулями сейсмического регистра­тора Geode производства AGT' Systems Ltd, используемых в кон­троллерах ЭСП модулей аналогового ввода с гальванической раз­вязкой A116-5A-1, цифровых ваттметров и частотомеров.

Термогигробарометр LB-715 служит для измерения относи­тельной влажности и температуры воздуха а также атмосферно­го давления.

Анеморумбограф M63MP предназначен для дистанционного измерения мгновенной, максимальной и средней скоростей и направления ветра в стационарных условиях.

Сверхлегкая полевая сейсмическая станция StrataVisor NZ ;, с 24-битовым сейсмическим регистратором Geode имеег неболь­шие размеры и вес и может использоваться для мониторинга за землетрясениями. Для простых условий применения можно ис­пользовать ноутбукдля обработки получаемых данных. Использо­вание этой станции вместе с несколькими модулями Geode по­зволяет получать системы с количеством каналов более 1000.

Измерительные каналы ИВК-Ю, ИВК-ЛИКи ИВК-ЛИП могут быть построены на базе лазерных теодолитов, автоколлиматоров, интерферометров и систем с оптической равноситальной зоной (OPC3).

Перспективно применение лазерных измерительных систем (ЛИС) со счетом интерференционных полос на основе частот-

ной модуляции. Однако в этих системах имеет место принципи­альное ограничение скорости изменения измеряемых расстояний. В современных ЛИС она не превышает 1 м/с.

Метод счета полос на основе частотной модуляции, так же как и на основе квадратурных интерференционных сигналов, не ограничивает максимальное значение измеряемых расстояний, которые в известных ЛИС достигают 100 м.

ЛИС со счетом полос применяют для измерения больших расстояний и быстрых линейных перемещений с интерферен­ционной точностью. Благодаря достигнутому уровню техниче­ских характеристик и высокой надежности они находят широ­кое применение в метрологии (аттестация станков и технологи­ческого оборудования, поверка вновь разрабатываемых инстру­ментов измерения расстояний и т. д.). Очень перспективная область их применения — преобразователи линейных перемещений коор- динатно-измерительных систем станков и технологического обо­рудования.

OPC3 может быть использована в качестве протяженной из­мерительной базы для создания различных измерительных, сле­дящих и управляющих приборов и систем. В случае передающей OPC3 излучающий блок (задатчик) создает в пространстве оп­тическую измерительную базу в виде линии или плоскости, по­зволяющую путем анализа сигналов, регистрируемых приемной частью (ПЧ), определять угловые и линейные смещения ПЧ относительно OPC3. Системы с OPC3 обеспечивают возможность дистанционного, бесконтактного измерения с требуемой точ­ностью всех координат объекта — как линейных, так и угло­вых — за исключением линейной координаты Z Однако, если использовать принцип светового дальномера, т. е. измерять вре ­мя прохождения света от задатчика до объекта и обратно, то можно измерять и Z

Приборы с передающей OPC3, управляюшиеся по лучу за­датчика, имеют по сравнению с приборами с приемной OPC3, управляющими по лучу объекта (гидами и головками самонаве­дения), серьезные преимущества в точности и нечувствитель­ности к помехам от фона и т. д. Объясняется это тем, что в первых управляющийся луч модулируется желаемым образом в задатчи- ке, и Г1Ч может быть настроена на эту модуляцию, в то время как во вторых модуляция луча производится в ПЧ вместе с излу­чением и помехами фона. По данным, приведенным в [4], по грешность таких усгройств может составлять доли угловых секуна

Измерительные каналы ИВК-ГИ предполагается строит на базе уникального электростатического гироскопа, разраба тываемого ВНИИЭлектроприбор и обеспечивающего постоян ство осей с точностью 1,5" в течение 2 ч.

Измерительные каналы ИВК-РИ могут быть построены н; базе используемых в контроллерах ЭСП модулей аналого-цифрового ввода с гальванической развязкой A116-5A-1, а также цифровых вольтметров, ваттметров и частотомеров.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

'

• Городецкий A.E. Вычислительные методы нечеткого проектиро­вания // Вычислительная техника, автоматика, радиоэлектроника / Труды СПбГТУ, № 472, СПб, 1998. С. 49-60.

• Ожегов С.И. Словарь русского языка. M.: Русский язык, 1982. 846 с.

• Копдаков Н.И. Логический словарь-справочник. M.: Наука, 1976. 717 с.

• Чинаев П.И. Самонастраивающиеся системы. M.: Машгиз, 1963. 191 с.

• Червоный A.A., Лукьященко В.И., Котин Л.В. Надежность слож- ныхсистем. M.: Машиностроение, 1976. 211 с.

• Мамиконов А.Г., Цвиркун А.Д., Акинфиев B.K. Оптимальное управление ресурсами при создании АСУ / В кн.: Анализ и проектиро- ваниеАСУ. ИАТ. M., 1972. С. 149-153.

• Городецкий A.E., Тарасова И.Л., Шереверов A.B. Принципы уп­равления живучестью интеллектуальных систем. Труды СПбГТУ, № 480. 2000. С. 45-49.

• Табак Д., Куо Б. Оптимальное управление и математическсе программирование. M.: Наука, 1975. 280 с.

• Городецкий A.E., Дубареико B.B., Ерофеев A.A. Алебраический подход к решению задач логического управления // А и Т, 2000. № 2. С. 127-138.

• Городецкий A.E., Дубареико B.B. Комбинаторный метод вы­числения вероятности сложных логических функций // ЖВМ и МФ. 1999, том 39, № 7, с. 1246-1248.

• Городецкий A.E. Об использовании ситуации привычности для ускорения принятия решения в интеллектуальных информационно- измерительных системах // Физическая метрология: теоретические и прикладные аспекты. СПб.: Изд. KH, 1996. С. 141-151.

• БуелаевВ.С. Вариационное исчисление.Л.: Иэд-воЛГУ, 1980. 304c.

101