Information structure of power supply system and spacecraft regulation and control equipment
Authors: Логинов И.В. , Бурковский В.Л. , Нетесов Г.А. 
Published: July 2024

Повышение качества работы автоматических систем управления является важной задачей во многих областях. Особенно остро данный вопрос стоит в системах, требующих повышенного уровня надежности, таких как системы управления космической техникой, в частности, системами энергоснабжения. Система энергоснабжения должна в полной мере обеспечивать потребность космического аппарата в электрической энергии, необходимой для выполнения штатной программы полета, из чего следуют повышенные требования к надежности и качеству ее работы. В статье рассмотрена функциональная и информационная структура систем электроснабжения космических аппаратов, описаны принципы информационного взаимодействия элементов аппаратуры регулирования и контроля с системой энергоснабжения, составлена иерархическая структура элементов системы управления энергоснабжением. Рассмотрены актуальные на текущий момент подходы к автоматическим системам контроля и управления системами энергоснабжения космических аппаратов. На основании этих данных, проанализированы алгоритмы управления системой энергоснабжения на примере алгоритмов заряда и разряда аккумуляторных батарей. Рассмотрены явления, не принятые во внимание при построении алгоритмов. Предложены пути усовершенствования алгоритмов управления зарядом и разрядом аккумуляторных батарей путем введения новых параметров для отслеживания степени деградации аккумуляторов, рассмотрены способы интеллектуализации алгоритма. Сделано предложение по интеллектуализации системы управления с помощью нейронной сети, обученной на бортовой телеметрии космического аппарата.

Improving the quality of automatic control systems is an important problem in many areas. This issue is particularly relevant in systems requiring an increased level of reliability, such as control systems for space equipment including power supply systems. Power supply systems must fully meet the need of a spacecraft in electric power required for regular flight program performance, which implies the increased requirements for its reliability and quality of its operation. The article considers functional and informational structure of spacecraft power supply systems. The principles of data exchange between the elements of regulation and control equipment with the power supply system are described and the hierarchical structure of the power supply control system elements is built. The current approaches to the automatic systems of control and management of spacecraft power supply systems are regarded. Based on these data, the algorithms of power supply system control are analyzed using the example of battery charging and discharging algorithms. The phenomena which are not accounted for when building the algorithms are considered. The means to improve the algorithms for controlling battery charging and discharging by introducing new parameters to track the degree of battery degradation are proposed, and the means of intellectualizing the algorithm are considered. A proposal is made to intellectualize the control system using a neural network trained on the spacecraft onboard telemetry.