Обнаружен метод для повышения эффективности автоматизированной системы управления спутниками.

Они создали прототип устройства, который в будущем поможет увеличить устойчивость к сбоям всей системы.

Проект представлен в рамках конкурса исследований, проведенных в научных лабораториях и студенческих конструкторских бюро.

Сбор данных для системы автоматического управления осуществляется с помощью аналого-цифрового преобразователя. Это устройство переводит физические параметры (температура, давление, звук) в цифровой формат посредством измерительных компонентов. Данные поступают на датчики, которые преобразуют их в электрический сигнал и передают нейронам в преобразователе, где происходит «перевод» информации в код, понятный системе управления. Основой этого является интегральная микросхема (чип на плате), аналогичная микропроцессору, который присутствует в каждом компьютере.

Например, так функционирует климат-контроль: аналоговый сигнал в данном случае – это температура. Датчики измеряют ее и отправляют на преобразователь, где нейроны «информируют» управляющую систему о текущей температуре в помещении. Если она превышает допустимый уровень, включается система охлаждения.

При выходе из строя одного из измерительных компонентов система автоматического управления перестает работать корректно. Это требует повышения ее отказоустойчивости, особенно в труднодоступных для обслуживания местах, таких как беспилотные летательные аппараты и искусственные спутники.

Ученые Пермского Политеха разработали прототип технологии с самозаменяющимися измерительными нейронами. Это снизит вероятность поломки систем автоуправления и удлинит срок службы устройства независимо от его расположения.

«Чтобы увеличить срок эксплуатации аналого-цифрового преобразователя, мы предлагаем использовать сеть нейронов, которые могут перестраиваться и заменять друг друга в случае сбоя. Сеть сама выполнит перестановку, используя дополнительные связи между нейронами. Это позволит исключить некорректно функционирующие элементы благодаря встроенным алгоритмам самодиагностики», – делится Илья Артемьев, студент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ.

«На данный момент макет нашей разработки представляет собой дискретную плату, на которой можно протестировать эффективность технологии. Мы считаем, что из-за перестановки нейронов наша разработка может занять на измерение на 50 процентов больше времени, чем обычный преобразователь. Но этот недостаток компенсируется тем, что в нашем случае один и тот же сигнал измеряется параллельно несколькими нейронами. Пока один из них перестраивается, другой продолжает функционировать, обеспечивая работу всего преобразователя. Мы настроили и отладили программную часть, но для полноценной работы в конечном итоге должна быть создана интегральная схема», – комментирует Антон Посягин, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук.

Созданный учеными ПНИПУ макет станет основой для дальнейшей разработки, которую можно будет использовать в различных системах автоматического управления, например, в беспилотных летательных аппаратах, искусственных спутниках Земли и других промышленных объектах. Внедрение аналого-цифрового преобразователя с самозаменяющимися нейронами позволит снизить риск отказа оборудования.