Грант

Гранты

Разработка моделей и методов проектирования устройств аппаратной поддержки компонент управления процессами и ресурсами распределенных операционных систем.
ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2009-2013)
 
Срок выполнения 2012-2013 г.г.
Номер государственной регистрации НИР 01201278457 
Научный руководитель д.т.н., профессор Н.П. Вашкевич.
 
 Цель проекта: Разработка и апробация методов для аналитического описания и создания математических моделей алгоритмов управления параллельными процессами и ресурсами и может быть использован для анализа и синтеза устройств аппаратной поддержки многопроцессорных и распределенных операционных систем реального времени.

 Результаты проекта: Предложен метод, основанный на логике событийных недетерминированных автоматов для формализации, верификации и структурной реализации алгоритмов управления параллельными процессами и ресурсами в многопроцессорных и распределенных вычислительных системах. Алгоритмы управления представляются стандартной системой канонических рекуррентных уравнений, описывающих все реализуемые в алгоритме управления частные события, одновременное существование которых определяют все состояния в системе управления.

 Преимущества перед известными аналогами : Новизна метода заключается в том, что формальное представление алгоритмов управления, основанное на использовании моделей событийных недетерминированных автоматов, характеризуется значительной простотой, наглядностью, компактностью и возможностью в комплексе решать задачи спецификации, верификации, анализа и структурной реализации управляющих алгоритмов на аппаратном уровне, а также позволяет обеспечить учет всех основных требований к свойствам систем управления при её функционировании, к числу которых относятся безопасность, надежность, живучесть, достижимость, справедливость, взаимоисключение, приоритетность и др.

 Область применения : Многопроцессорные и распределенные вычислительные системы, системы логического управления промышленными объектами, промышленной автоматикой и т.п.

Единая базовая платформа управления наземной инфраструктурой ракетно-космической техники

ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»
Срок выполнения 2014-2015 г.г.
Проект № 14.574.21.0045 

Научный руководитель д.т.н., профессор Д.В. Пащенко

1. Цель проекта:
1.1 Реализация проекта направлена на решение проблемы создания единой базовой платформы управления наземной инфраструктурой ракетно-космической техники, которое обеспечит работу широкой номенклатуры технических, технологических и вспомогательных систем с использованием унифицированных и масштабируемых отечественных аппаратно-программных комплексов, что позволит снизить временные и материальные затраты на разработку, производство и эксплуатацию РКК.

1.2 Целью реализуемого проекта является разработка унифицированных аппаратно-программных средств управления наземной инфраструктурой существующих, модернизируемых и перспективных систем ракетно-космической техники.

1.3 Реализация проекта позволит снизить временные и материальные затраты на разработку, производство и эксплуатацию ракетно-космических комплексов.

2. Основные результаты проекта:
На первом этапе ПНИ:
  •    Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающий научно-техническую проблему.
  •  Определено направление дальнейших исследований в практической и теоретической областях.
  •  Разработан способ формализованного описания объектов наземной инфраструктуры РКТ.
  •  Разработана информационная модель базы знаний не реляционного типа, позволяющей каталогизировать данные об элементах объектов технологической инфраструктуры РКТ
  •  Разработана архитектура аппаратных средств управления наземной инфраструктурой РКТ, основанная на модульно-блочном принципе.
  •  Выполнено описание интерфейсов для межмодульного и межблочного взаимодействия аппаратных средств управления наземной инфраструктурой РКТ
На втором этапе ПНИ:
  •  Разработан способ формализованного описания алгоритмов управления наземной инфраструктурой РКТ.
  •  Выполнена апробация способа описания алгоритмов управления объектов наземной инфраструктуры РКТ.
  •  Разработано обоснование состава аппаратных средств объективного контроля системы управления объектами наземной инфраструктуры РКТ.
  •  Разработан демонстрационный образец инструментальной программной системы генерации функционального программного обеспечения управления наземной инфраструктурой РКТ.
  •  Разработан демонстрационный образец программной среды исполнения алгоритмов управления наземной инфраструктурой РКТ.
  •  Разработан состав и технические характеристики набора унифицированных модулей и блоков управления наземной инфраструктурой РКТ и их конструктивное исполнение.
  •  Разработан комплект эксплуатационно-конструкторской документация на унифицированные модули и блок управления.  Разработан состава макета блока системы управления наземной инфраструктурой РКТ.
  • Разработан комплект эксплуатационно-конструкторской документация на макета блока системы управления.

- На основе проведенного аналитического обзора современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающий комплекс научно-технических проблем построения единой базовой платформы управления наземной инфраструктурой ракетно-космической техники, определено направление дальнейших исследований в теоретической и практической областях построения единой базовой платформы управления наземной инфраструктурой ракетно-космической техники
– Разработан способ формализованного описания объектов наземной инфраструктуры РКТ как описание совокупности их элементов в виде XML структур, определяющих их информационную и поведенческую модели.
– Разработана информационная модель базы знаний не реляционного типа, позволяющей каталогизировать данные об элементах объектов технологической инфраструктуры РТК (датчики, клапаны, насосы, расходомеры и другое оборудование отечественного производства). База знаний обеспечивает наполнение, хранение, поиск и отображение информации о ТТХ элементов, их информационных моделях, а также сведения о драйверах, обслуживающих эти элементы.

Разработана архитектура аппаратных средств управления наземной инфраструктурой РКТ, основанной на модульно-блочном принципе и стандартизированных протоколах межблочного взаимодействия с резервными шинами обмена. В качестве элементной база выбрана продукция отечественной фирмы «Миландр».
Способ формализованного описания алгоритмов управления наземной инфраструктурой реализуется в виде базы знаний, позволяющей унифицировать взаимодействие системы управления объектами наземной инфраструктуры РКК с различными классами элементов, приведёнными в ранее разработанном каталоге элементов сбора информации о состоянии технологического оборудования.
Апробация способа описания алгоритмов управления объектов наземной инфраструктуры РКК выполнена на примере системы управления заправкой ракеты с использованием автоцистерны-заправщик ракетным топливом.
Для этого разработаны:

  • описания на языках SFC и FBD  как  собственно алгоритма управления заправкой, так и алгоритма «подыгрыша», задающего работу имитатора объектов управления,  который необходим для отладки и верификации ПО, реализующего разрабатываемый алгоритм управления.
  • методика трансляции описаний алгоритмов на языках SFC и FBD в  программы на языке C.
  • Обоснование состава аппаратных средств объективного контроля системы управления объектами наземной инфраструктуры РКТ  на базе защищенного  ноутбука. Среди рассмотренных аппаратных средств наиболее оптимальными вариантами средства для проведения контроля системы управления объектами управления и документирования информации наземной инфраструктуры ракетно-космической техники являются защищённые ноутбуки TS Strong@Master 7020T серии GM45 производства НПО «Техника-Сервис» и ПЭВМ ЕС-1866 производства ОАО «НИЦЭВТ». По своим техническим характеристикам они наиболее соответствуют заданным критериям.
Демонстрационный образец инструментальной программной системы генерации функционального программного обеспечения управления наземной инфраструктурой РКТ, который  включает:
  • программы преобразования алгоритма функционирования автоматизированных систем управления технологическим процессом, разработанной с использованием графических языков стандарта МЭК 61131-3 SFC и FBD, в набор фрагментов исходного кода на языке С, предназначенных для формирования программ для вычислительных узлов распределённой системы управления;
  • конфигуратора структуры системы управления РКК, который обеспечивает автоматизацию и визуализацию процесса выборки информации из базы данных о объектами наземной инфраструктуры РКК и настройки соединения устройств и модулей систем управления.

Демонстрационный образец программной среды исполнения алгоритмов управления наземной инфраструктурой РКК, который включает:
  • версии, функционирующей на аппаратных средствах управления наземной инфраструктуры РКК (микрокотроллерах);
  • версии, интегрированной с инструментальной программной системы генерации функционального программного обеспечения, функционирующей на ПЭВМ.
  • Эскизная конструкторская документация унифицированных модулей и блоков управления наземной инфраструктурой РКТ включает.
  • Макет блока управления предназначен для отработки схемотехнических и программных решений для построения систем управления наземной инфраструктурой РКТ.
  • Эскизная конструкторская документация макета блока системы управления наземной инфраструктуры РКТ УФВК.13-Э001:
  • сборочный чертёж блока УФВК.13.Э001 СБ;
  • спецификация УФВК.13.Э001;
  • чертежи деталей.
Основой макета является вновь изготовленный каркас по документации УФВК.469531.004. Предусмотрено 2 типа каркасов::

каркас для размещения 11 модулей (ДхШхВ = 324 мм х276 мм х159 мм);
каркас для размещения 21 модуля (ДхШхВ = 524 мм х 376 мм х159 мм).
Каждый тип каркаса имеет два исполнения: настольное и для монтажа в стойку.

Блок управления предполагается построить на базе унифицированных конструктивов стандарта Евромеханика 19" с высотой модулей 3U. Конструкция блока управления представляет из себя каркас, в который устанавливается:
 
  • кросс-плата с разъёмами для установки необходимого набора модулей.
  • планка УФВК.301251.012      7 шт.
  • модуль центрального процессора АСТК.0151 УФВК.469555.084             1 шт.
  • интерфейсный модуль АСТК.0152УФВК.469555.085        1 шт.
  • модуль дискретного ввода-вывода 32 канала АСТК.0160 УФВК.469555.087     1 шт.
  • модуль 8-канального силового выхода 30 В 2 А АСТК.0163 УФВК.469555.088    1 шт.
  • кросс-плата АСТК.0123 УФВК.469555.059 1 шт.
  • провод заземления АСТК.К101 УФВК.685613.002 2 шт. и деталей.
 
Модули оснащаются микроконтроллером из серии 1986,  Межмодульное взаимодействие переводится на интерфейс CAN, а система электропитания выполняется распределённой.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД):

  • Программа обработки радиолокационной информации на графическом процессоре // Федеральная служба по интеллектуальной собственности.       Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ  2014662726 Дата регистрации: 08.12.2014
  • Анализатор-транслятор технологических схем АСУ ТП // Федеральная служба по интеллектуальной собственности. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2014662723 от 08.12.2014.
  •  
  • Транслятор технологических схем MS Visio в формат XML // Федеральная служба по интеллектуальной собственности. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2014662724 от 08.12.2014.
  •  
  • Программа доступа к электронному каталогу элементов технологического оборудования наземной инфраструктуры РКТ. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2015610934 от 21 января 2015
  • Система поддержки верификации систем функциональных блоков стандарта IEC 61499 на основе Model Checking. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2015616383 от 09 июня 2015 года
  • Транслятор XML-описания функциональных блоков   IEC 61499 в код  Prolog Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2015616676 от 18 июня 2015 года
  • Внутренний загрузчик  ПЗУ главного модуля блока управления наземной инфраструктуры РКТ Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2015610767 от 16 января 2015 года
  • Система верификации алгоритмов управления, представленных на языке СНДА. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2015610759 от 16 января 2015 года
4. Назначение и область применения результатов проекта:
4.1. Область применения: Наземная инфраструктура для ракетно-космической техники.

4.2. Перспективы практического внедрения результатов ПНИ: создание единой базовой платформы управления объектами наземной инфраструктуры для ракетно-космической техники, позволяющая унифицировать технологические процессы подготовки ракетно-космической техники. Возможные потребители ожидаемых результатов:

  • Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры (ЦЭНКИ) при Российском космическом агентстве.
  • Объединенная ракетно-космическая корпорация (ОРКК).
4.3. Полученные результаты ПНИ (ПНИЭР) позволят решить проблему импортозамещения при построении средств управления наемной инфраструктурой в ракетно-космической отрасли. Кроме того, ПНИ затрагивают вопросы унификации и стандартизации перспективных разрабатываемых систем управления объектами наземной инфраструктуры для ракетно-космической техники.
 

Разработка многоканального процессора для инторполяции и цифрового повышающего преобразования квадратурного сигнала

Хоздовогная НИР. заказчик ООО "Пеленг"
Срок выполнения 2016 г.
Научный руководитель д.т.н., профессор Е.И. Гурин

1. Цель проекта
Разработка многоканального процессора для интерполяции и цифрового повышающего преобразования квадратурного сигнала, предназначенного  для многокаскадного повышения скорости квадратурного сигнала до рабочей частоты ЦАП в четырех параллельных частотных каналах; ограничения спектра квадратурного сигнала; высокоточной перестройки центральной частоты квадратурного сигнала в рабочей полосе частот раздельно для каждого канала.
2. Основные результаты проекта
Разработан процессор, реализованный в виде отдельного модуля, описанного на языках VHDL и Verilog , и предназначенного для трассировки   ПЛИС Kimtex 7 xe7k325t. 
Технические характеристики определяются заданием.
Форма представления результатов проекта: исходные тексты для трассировки ПЛИС, Тестбенч для логической симуляции основных режимов работы процессора, протоколы испытаний процессора на отладочной плате, программная документация  управления процессором.
3. Назначение и область применения результатов проекта
Телекоммуникационные и радиолокационные системы специального назначения.
 

 

Дата создания: 21.10.2016 22:23
Дата обновления: 19.06.2017 16:27