СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРОВЕДЕНИЯ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ СЛОЖНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ ВООРУЖЕНИЯ КОРАБЛЯ Российский патент 2014 года по МПК B63G13/00 G09B9/00 

Изобретение относится к судостроительной промышленности по корабельному вооружению и судовому радиооборудованию, более конкретно - к способам проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК).

Из уровня техники известно устройство моделирования функционирования корабельного комплекса вооружения, содержащее блоки моделирования движения цели, фильтрации и вычисления его параметров, блок, моделирующий радиолокатор, блок решения задачи встречи цели и снаряда, блок вычисления полных углов горизонтального и вертикального наведения, задатчики ошибок всевозможных приводов, параметров и вооружения и задатчики ошибок стрельбы от разных параметров и различные блоки определений, вычислений и статистической обработки необходимых параметров (см. RU 2385817 С1 от 10.04.2010).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, можно считать способ полунатурного статистического моделирования радиоэлектронного вооружения надводных кораблей, заключающийся в использовании различных сценариев внешней обстановки, формирующейся вокруг корабля, моделировании аппаратно-программного и информационно-сигнального окружения надводного корабля, содержание которого формируется с помощью имитируемой внешней среды с участием моделей объектов воздушной, надводной, подводной обстановки, радиочастотных и гидроакустических информационных полей с применением технологий учета полных групп ошибок, допусков и разброса параметров имитируемых объектов и процессов в соответствии с реальными условиями проведения испытаний эффективности и надежности работы исследуемого средства радиоэлектронного вооружения надводного корабля в различных условиях его функционирования (см. RU 2399098 С1, 10.09.2010).

Недостатком всех вышеперечисленных технических решений является отсутствие возможности выявления сбойных или ошибочных состояний в работе моделируемых объектов КСВК.

Задачей предлагаемого изобретения является создание простого и достоверного способа подготовки проведения натурных испытаний сложного технического КСВК, учитывающего статистическую природу функционирования испытуемого КСВК и его частей-подсистем в период проведения испытания.

Технический результат заключается в повышении эффективности подготовки к проведению испытаний и сокращению трудозатрат и технологических операций при их проведении, за счет более точного проведения анализа результатов испытаний системы КСВК, с определением сбойных и ошибочных ситуаций при испытаниях КСВК, а также выявлением неработоспособного оборудования.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК), в дальнейшем подлежащего натурным испытаниям, включает операции создания модели КСВК и его составляющих частей и модели внешней среды, где будут производиться натурные испытания КСВК. Проводят многократные имитационные и/или полунатурные испытания КСВК, при которых постоянно измеряют параметры моделируемой внешней среды, а также моделируемых объектов испытаний КСВК. В случае возникновения при проведении по меньшей мере одного испытания сбоев или ошибок в работе моделируемых объектов КСВК, измеренные параметры моделируемых внешней среды и объектов КСВК, такие как значения группы всех параметров среды и объектов КСВК или определенных ее подгрупп, сравнивают с заданными параметрами испытания, при котором возникли сбои или ошибки в работе моделируемых объектов КСВК. Определяют диапазоны изменения величин параметров этих подгрупп и/или группы величин всех параметров, при которых имеет место данная сбойная ситуация или ошибка и записывают их в базу данных недопустимых совместных состояний внешней среды и КСВК.

Также указанный технический результат достигается за счет того, что дополнительно во время проведения имитационного и/или полунатурного моделирования поведения КСВК вводят заранее заданные системные ошибки КСВК, и во время установления сбоя или ошибки во время моделирования дополнительно сравнивают заданные системные ошибки с установленными ошибками сбоя и в случае совпадения продолжают проведение моделирования, в противном случае полученные данные не учитывают при проведении натурных испытаний.

Операции способа подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля осуществляются следующим образом.

Способ подготовки проведения натурных испытаний сложного технического КСВК с применением процедуры комплексных виртуальных испытаний на основе математического и/или полунатурного моделирования поведения КСВК основывается на проведении серии расчетов с помощью построенной статистической модели натурных испытаний испытуемого КСВК. Для этого создают компьютерный программно-аппаратный комплекс с программным обеспечением, моделирующим функционирование средств получения информации о внешней среде, средств связи с удаленными системами, исполнительных средств боевых контуров КСВК, которые взаимодействуют с испытуемым средством.

Устанавливают на корабле группу компьютеров с программным обеспечением, соответствующим моделям средств получения информации о внешней среде, моделям средств связи с удаленными системами, взаимодействующими с испытуемым КСВК, моделям исполнительных средств корабля, контролируемых и/или управляемых испытуемым КСВК, а также устанавливают приборы преобразования информационно-управляющих сигналов и коммутаторы, которые позволяют произвести подключение означенной группы компьютеров к блокам штатной коммутации исследуемого КСВК для установления обмена инфомационно-управляющими сигналами исследуемого КСВК с данными моделями, имитирующими обмен исследуемого КСВК с реальными средствами получения информации о внешней среде, средствами связи с удаленными системами, взаимодействующими с испытуемым КСВК и с его исполнительными средствами, контролируемыми и/или управляемыми исследуемым КСВК.

С целью проведения исследований работоспособности КСВК устанавливают группу компьютеров, имитирующих внешнюю воздушную, наземную, надводную и подводную обстановку, складывающуюся вокруг корабля при проведении испытаний КСВК, которую моделируют построением трасс (заданием координат) объектов, принимающих участие в формировании условий функционирования реальной системы управления корабля, а также программной имитацией погодных условий, радиочастотных полей, гидроакустических полей, имеющих место при проведении реальных испытаний.

При этом создаются модели самой испытуемой системы, ее частей-подсистем и среды, где будут производиться натурные испытания испытуемой системы, в которых учитывается статистический характер поведения испытуемой системы, ее частей-подсистем и среды проведения натурных испытаний, а также статистический характер процесса измерений параметров системы, частей-подсистем и среды проведения испытаний с помощью систем инструментального контроля, используемых при проведении натурных испытаний. По полученным результатам серии проведенных расчетов, представляющих собой по сути виртуальные испытания испытуемой системы, выявляются следующие области значений параметров:

- область А значений параметров испытуемой системы в целом, при обеспечении попадания в которую в период проведения натурного испытания КСВК не происходит системных сбоев в работе КСВК, то есть система успешно, зачетно проходит испытание, что определяется соответствием достигнутых в испытании характеристик этой испытуемой системы допускаемыми техническими требованиями на эту систему;

- область В значений параметров частей-подсистем испытуемой системы, при обеспечении попадания в которую в период проведения натурного испытания КСВК функционирование частей-подсистем определяется соответствием характеристик частей-подсистем допускаемым техническими требованиями на эти части-подсистемы;

- область С значений параметров среды проведения испытаний, при обеспечении попадания в которую в период проведения натурного испытания КСВК поведение, функционирование среды, где будут проводиться испытания КСВК, будет определяться соответствием характеристик среды, допускаемым техническими требованиями.

На основании анализа областей А, В и С определяются области значений параметров КСВК, его частей-подсистем и среды проведения испытаний, удовлетворяющие выполнению условия Ã∧В∧С. Здесь область-условие Ã - есть отрицание области-условия А, то есть это область параметров испытуемого КСВК, при которых его функционирование характеризуется системными сбоями, не дающими права учесть результат испытания КСВК как допустимый по техническим требованиям, иначе говоря, результат испытаний незачетный. Знак «∧» означает знак конъюнкции или знак логического «и», а вся формула Ã∧В∧С означает те случаи, когда в процессе натурных испытаний части-подсистемы испытуемого КСВК и среда проведения испытаний функционируют в режимах допускаемых техническими требованиями, а испытуемая система как целое - в сбойном или иначе системно сбойном, то есть незачетном режиме.

При проведении натурных испытаний для повышения вероятности успешного, зачетного проведения испытания испытуемого КСВК применяются меры по исключению ситуаций, описываемых областью параметров Ã∧В∧С.

Изобретение поясняется примером.

Моделируется поведение испытуемой системы в условиях намечаемых натурных испытаний КСВК, что включает в себя перечень наблюдаемых параметров КСВК, характеризующих его состояние и поведение в процессе проводимых испытаний, его частей-подсистем и среды проведения испытаний. Производится также учет их взаимозависимости и взаимодействия, что обеспечивает объективный анализ их изменения в процессе испытаний. При создании модели производится также учет статистической природы характеристик поведения испытуемого КСВК, его частей-подсистем и среды проведения испытаний. Многократное повторение, то есть проведение серии виртуальных испытаний с помощью созданной модели, приводит к возможности оценки статистических характеристик - или вероятностей - повторения тех или иных состояний КСВК, его частей-подсистем и среды проведения испытаний, что позволяет определить при составлении плана натурных испытаний условия, наиболее вероятно приводящие к успешному, зачетному завершению испытания. Модель также может учитывать процесс наблюдения, контроля за этими параметрами в период будущего натурного испытания, который сам характеризуется статистической природой получаемых с помощью приборов системы инструментального контроля натурных испытаний значений измеряемых величин, выражающейся, в частности, в наличии систематических и случайных ошибок измерения приборов, обозначаемых как некоторая область δG. Учет этих ошибок приводит к уточненной оценке параметров области Ã∧В∧С, служащей основой для проведения натурных испытаний испытуемого КСВК и представляющей собой ситуации, которые необходимо избегать при проведении натурных испытаний. В частности, учет возможных отклонений величин измеренных приборами параметров системы, то есть приборных ошибок, может обеспечивать существенно более гарантированное выполнение условия непопадания в область Ã∧В∧С в процессе проведения натурных испытаний путем более жесткого ограничения области Ã∧В∧С сужением ее в соответствии с величинами приборных ошибок, определяемыми областью δG.

Для большей степени целенаправленности отбора и концентрирования в области конкретных рекомендаций при проведении плана натурных испытаний модель испытуемой системы может быть в существенной части выполнена как модель системных сбоев испытуемой системы в процессе будущих натурных испытаний. Развитая модель функционирования систем инструментального контроля может также повысить уровень проведения натурных испытаний при осуществлении по возможности более детального учета взаимозависимости величин измеряемых параметров самого испытуемого КСВК, его частей-подсистем, среды проведения натурных испытаний и ошибок измерения системы инструментального контроля.

Изобретение относится к корабельному вооружению и радиооборудованию, более конкретно - к способам подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК). Способ включает операции создания модели КСВК и его составляющих частей, а также модели внешней среды, где будут производиться натурные испытания КСВК, и проведения многократных имитационных и/или полунатурных испытаний КСВК. Во время проведения испытаний постоянно измеряют параметры моделируемой внешней среды, а также моделируемых объектов испытаний КСВК, при этом в случае возникновения при проведении по меньшей мере одного испытания сбоев или ошибок в работе моделируемых объектов КСВК, измеренные параметры моделируемых внешней среды и объектов КСВК, такие как значения группы всех параметров среды и объектов КСВК или определенных ее подгрупп, сравнивают с заданными параметрами испытания, при котором возникли сбои или ошибки в работе моделируемых объектов КСВК. Определяют диапазоны изменения величин параметров этих подгрупп и/или группы величин всех параметров, при которых имеет место данная сбойная ситуация или ошибка и записывают их в базу данных недопустимых совместных состояний внешней среды и КСВК. Технический результат заключается в повышении эффективности подготовки к проведению испытаний и сокращении технологических операций при их проведении. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК), в дальнейшем подлежащего натурным испытаниям, включающий операции создания модели КСВК и его составляющих частей, а также модели внешней среды, где будут производиться натурные испытания КСВК, и проведения многократных имитационных и/или полунатурных испытаний КСВК, при которых постоянно измеряют параметры моделируемой внешней среды, а также моделируемых объектов испытаний КСВК, при этом в случае возникновения при проведении по меньшей мере одного испытания сбоев или ошибок в работе моделируемых объектов КСВК измеренные параметры моделируемых внешней среды и объектов КСВК, такие как значения группы всех параметров среды и объектов КСВК или определенных ее подгрупп, сравнивают с заданными параметрами испытания, при котором возникли сбои или ошибки в работе моделируемых объектов КСВК, затем определяют диапазоны изменения величин параметров этих подгрупп и/или группы величин всех параметров, при которых имеет место данная сбойная ситуация или ошибка и записывают их в базу данных недопустимых совместных состояний внешней среды и КСВК.

2. Способ подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК) по п.1, отличающийся тем, что дополнительно во время проведения имитационного и/или полунатурного моделирования поведения КСВК вводят заранее заданные системные ошибки КСВК, и при установлении сбоя или ошибки во время испытания дополнительно сравнивают заданные системные ошибки с установленными ошибками сбоя и в случае совпадения продолжают проведение испытаний, в противном случае полученные данные не учитывают при проведении натурных испытаний.