БОРТОВАЯ АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО АНАЛИЗА И РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2006 года по МПК G05D19/02 H04J3/14 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в области машиностроения, авиационной, ракетной и космической технике для контроля и формирования информации при измерениях динамических процессов.

Известны системы для приема и передачи информации, полученной с датчиков, работающие на космических станциях, содержащие датчики, устройства сбора и обработки информации, передатчик, приемник, декодер, блок выработки решений, которые описаны в книге С.М.Переверткина и др. "Бортовая телеметрическая аппаратура космических летательных аппаратов", см. стр.14. (рис.1, 3).

Недостатком известных устройств является то, что они работают ограниченно в режиме приема и передачи информации, так как бортовые устройства сбора и обработки информации получают измерения с датчиков и работают по специальным программам и методикам. Эти методики не обеспечивают проведение анализа в темпе поступления информации с датчиков. В данном случае проанализированная информация передается в большом объеме на передатчики, затем в приемники и, только после ее декодирования, в блок выработки решения. Таким образом, в момент, когда необходимо срочно принять единственно верное решение (случай нештатной ситуации), космонавт получает такой большой объем информации, который невозможно быстро систематизировать.

Задачей изобретения является повышение надежности, точности и быстродействия системы приема и передачи информации путем преобразования сигналов в форму, удобную для анализа, существенного сжатия и передачи результатов, а также возможности принятия решения космонавтом в случае возникновения нештатной ситуации.

Поставленная задача решается тем, что в бортовую автономную систему для проведения непрерывного анализа и регистрации информации, содержащую устройства сбора и обработки информации, передатчик, приемник, декодер, блок выработки решений, введены наборы датчиков, преобразователей, фильтров и усилителей, источник питания, преобразователь источника питания, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок входных данных, блок управления, Ноутбук, таймер, запоминающее устройство, первый, второй и третий задатчики уровня, блок анализа информации порогового уровня, первый, второй и третий оперативные запоминающие устройства, блок выделения максимальных амплитуд, блок выделения экстремумов, счетчик количества циклов, блок формирования команды предельного уровня, блок выходных данных, регистратор, передатчик, канал связи и приемник с декодером, при этом выходы с датчиков соединены последовательно через преобразователи, фильтры, усилители с АЦП, выходом подключенным к входному устройству, первым выходом и входом соединенным с блоком управления, а вторым входом и выходом - с блоком анализа порогового уровня, вторым входом через таймер подключенным ко второму выходу блока управления, третьими выходами соединенным с первым, вторым и третьим задатчиками уровней, выходы которых соединены с третьим, четвертым и пятым входами блока анализа информации порогового уровня, выходы которого соединены с запоминающим устройством и первым, вторым и третьим оперативными запоминающими устройствами, причем вторым входом первое оперативное запоминающее устройство через блок формирования команды соединено с первым выходом третьего оперативного запоминающего устройства, второй выход которого и выход первого оперативного устройства соединены с входами запоминающего устройства, а выход второго оперативного запоминающего устройства через блок выделения экстремумов и блок определения максимальных амплитуд соединен с запоминающим устройством, а третьим выходом второе оперативное запоминающее устройство через счетчик количества циклов подключено к блоку определения максимальных амплитуд, четвертым выходом блок управления соединен с запоминающим устройством, выход которого и пятый выход блока управления соединены с входами блока выходных данных, подключенного выходом к Ноутбуку, выход которого через передатчик и канал связи соединен с приемником, причем источник питания системы через преобразователь подключен к блокам системы, включаемым в работу с Ноутбуком оператором-космонавтом.

На чертеже приведена блок-схема системы, на которой показан ее состав.

Система содержит набор датчиков 1, преобразователи 2, усилители 3, фильтры 4, источник питания 5, преобразователь источника питания 6, аналого-цифровой преобразователь АЦП 7, блок входных данных 8, блок управления 9, ноутбук 10, таймер 11, запоминающее устройство 12, первый задатчик уровня 13, второй задатчик уровня 14, третий задатчик уровня 15, блок анализа информации порогового уровня 16, первое оперативное запоминающее устройство 17, второе оперативное запоминающее устройство 18, блок выделения максимальных амплитуд 19, блок выделения экстремумов 20, счетчик количества циклов 21, третье оперативное запоминающее устройство 22, блок формирования команды предельного уровня 23, блок выходных данных 24, регистратор 25, передатчик 26, канал связи 27, приемник с декодером 28.

Система работает следующим образом.

Замеренные сигналы от датчиков 1, расположенных в различных сечениях конструкции, преобразовывают в форму, удобную для анализа; фильтруют и усиливают в блоках 2 и 3 соответственно, затем усиливают в блоках 4 и передают в аналого-цифровой преобразователь АЦП, блок 7. От блоков 5, источника питания через преобразователь источника питания блок 6 питание поступает в блоки системы, начиная от блока 3 (связи с блоками не показаны).

Из АЦП, блок 7, все оцифрованные сигналы поступают в блок входных данных 8, куда от блока управления 9 поступают командные сигналы о распределении замеренных сигналов на заданные уровни, пропорциональные напряжению замеренных сигналов и в соответствии с заданной частотой дискретизации.

Все сигналы поступают в блок 16, где они сравниваются с сигналами, которые формируют задатчики уровня 13, 14, 15.

В задатчике 13 формируются сигналы, соответствующие пороговому уровню, в блоке 14 - сигналы, подлежащие анализу характеристик существенной информации о динамических процессах, а в блоке 15 - предельные уровни, характеризующие нештатную ситуацию.

В задатчике порогового уровня 13 сигналы формируются для выделения сигналов, превысивших заданный пороговый уровень.

Блок 16 пропускает эти сигналы с датчиков в следующем порядке: в первое оперативное запоминающее устройство 17 поступают 5 сигналов и задерживаются на время анализа эти 5 сигналов, которые затем сбрасываются.

Во второе оперативное запоминающее устройство 18 поступают все сигналы, которые превысили сигналы, сформированные от первого задатчика 13 и не достигли уровня, формируемого вторым задатчиком 14.

Блоком 16 сигналы пропускаются во второе оперативное запоминающее устройство 18, в котором поступившие сигналы передаются в блок выделения экстремумов 20, затем в счетчик количества циклов 21. От блока 20, после выделения экстремумов, сигналы о выделенных экстремумах поступают в блок 19, в котором определяют амплитуды колебаний динамического процесса.

Последовательно от блока 21 в блок 19 поступает анализированная информация об экстремумах и количестве циклов по уровням, заданным блоком управления.

Все сигналы, поступившие от блока входных данных 9 в блоки 16-21, сопровождаются временной информацией, поступающей от таймера, блока 12, в следующем порядке: в блоках 16 и 17 регистрируется вся информация о времени поступления каждого сигнала. В блоке 17 все 5 сигналов снабжаются временной информацией в порядке поступления сигналов.

В блоках 19 формируют информацию о каждом выделенном цикле и соответствующем ему времени и передают ее в запоминающее устройство 12.

В блок 22 от блока 16 поступают сигналы, которые превысили уровень, заданный третьим задатчиком 15. Третье оперативное запоминающее устройство 22 сигналы с датчиков запоминает последовательно в течение 5 секунд. Если уровень поступающих сигналов не снизился, то процесс запоминания повторяют до снижения уровня сигналов ниже заданного предельного уровня, формируемого блоком 15.

Информация от запоминающего устройства 12 и блока управления поступает в блок выходных данных 24, которые передаются при подключении в Ноутбук 10 и далее в регистратор 25, через передатчик 26, канал связи 27 на приемник с декодером 28.

Предлагаемая бортовая автономная система для проведения непрерывного анализа и регистрации информации дает высокий коэффициент сжатия информации о циклических нагружениях в течение всего времени, в том числе и в случае нештатной ситуации. Она позволяет проводить непрерывный контроль за состоянием станции, предупредить нештатную ситуацию.

Кроме того, предлагаемая система может найти применение в различных областях народного хозяйства: при транспортировке опасных грузов, контроле состояния зданий и сооружений, мостов, дорог и т.п.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в области машиностроения, авиационной, ракетной и космической технике для контроля и формирования информации при измерениях динамических процессов. Бортовая автономная система для проведения непрерывного анализа и регистрации информации содержит устройства сбора и обработки информации, передатчик, приемник, декодер, блок выработки решений, введены наборы датчиков, преобразователей, фильтров и усилителей, источник питания, преобразователь источника питания, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок входных данных, блок управления, ноутбук, таймер, запоминающее устройство, первый, второй и третий задатчики уровня, блок анализа информации порогового уровня, первый, второй и третий оперативные запоминающие устройства, блок выделения максимальных амплитуд, блок выделения экстремумов, счетчик количества циклов, блок формирования команды предельного уровня, блок выходных данных, регистратор, передатчик, канал связи и приемник с декодером, при этом выходы с датчиков соединены последовательно через преобразователи, фильтры, усилители с АЦП, выходом подключенным к входному устройству, первым выходом и входом соединенным с блоком управления, а вторым входом и выходом с блоком анализа порогового уровня, вторым входом через таймер подключенным ко второму выходу блока управления, третьими выходами соединенным с первым, вторым и третьим задатчиками уровней, выходы которых соединены с третьим, четвертым и пятым входами блока анализа информации порогового уровня, выходы которого соединены с запоминающим устройством и первым, вторым и третьим оперативными запоминающими устройствами, причем вторым входом первое оперативное запоминающее устройство через блок формирования команды соединено с первым выходом третьего оперативного запоминающего устройства, второй выход которого и выход первого оперативного устройства соединены с входами запоминающего устройства, а выход второго оперативного запоминающего устройства через блок выделения экстремумов и блок определения максимальных амплитуд соединен с запоминающим устройством, а третьим выходом второе оперативное запоминающее устройство через счетчик количества циклов подключен к блоку определения максимальных амплитуд, четвертым выходом блок управления соединен с запоминающим устройством, выход которого и пятый выход блока управления соединены с входами блока выходных данных, подключенного выходом к ноутбуку, выход которого через передатчик и канал связи соединен с приемником, причем источник питания системы через преобразователь подключен к блокам системы, включаемым в работу с ноутбуком оператором-космонавтом. Технический результат - повышение надежности, точности и быстродействия системы приема и передачи информации путем преобразования сигналов в форму, удобную для анализа, существенного сжатия и передачи результатов, а также возможности принятия решения космонавтом в случае возникновения нештатной ситуации. 1 ил.

Бортовая автономная система для проведения непрерывного анализа и регистрации информации о динамических процессах, содержащая устройства сбора и обработки информации, передатчик, приемник, декодер, блок выработки решений, отличающаяся тем, что в систему введены наборы датчиков, преобразователей, фильтров и усилителей, источник питания, преобразователь источника питания, аналого-цифровой преобразователь, блок входных данных, блок управления, ноутбук, таймер, запоминающее устройство, первый, второй и третий задатчики уровня, блок анализа информации порогового уровня, первый, второй и третий оперативные запоминающие устройства, блок выделения максимальных амплитуд, блок выделения экстремумов, счетчик количества циклов, блок формирования команды предельного уровня, блок выходных данных, регистратор, передатчик, канал связи и приемник с декодером, при этом выходы с датчиков соединены последовательно через преобразователи, фильтры, усилители с аналого-цифровым преобразователем, выходом подключенным к входному устройству, первым выходом и входом соединенным с блоком управления, а вторым входом и выходом - с блоком анализа порогового уровня, вторым входом через таймер подключенным ко второму выходу блока управления, третьими выходами соединенным с первым, вторым и третьим задатчиками уровней, выходы которых соединены с третьим, четвертым и пятым входами блока анализа информации порогового уровня, выходы которого соединены с запоминающим устройством и первым, вторым и третьим оперативными запоминающими устройствами, причем вторым входом первое оперативное запоминающее устройство через блок формирования команды соединено с первым выходом третьего оперативного запоминающего устройства, второй выход которого и выход первого оперативного устройства соединены с входами запоминающего устройства, а выход второго оперативного запоминающего устройства через блок выделения экстремумов и блок определения максимальных амплитуд соединен с запоминающим устройством, а третьим выходом второе оперативное запоминающее устройство через счетчик количества циклов подключено к блоку определения максимальных амплитуд, четвертым выходом блок управления соединен с запоминающим устройством, выход которого и пятый выход блока управления соединены с входами блока выходных данных, подключенного выходом к ноутбуку, выход которого через передатчик и канал связи соединен с приемником, причем источник питания системы через преобразователь подключен к блокам системы, включаемым в работу с ноутбуком оператором.