用于交会对接任务的高级容错AOCS计算机

摘要

在交会对接(RVD)接近操作阶段航天器的姿态控制问题至关重要。如果那时AOCS计算机出现故障,可能导致航天器发生碰撞,载人航天器也不例外。欧空局(ESA)打算执行一项任务,让航天器工作10年,然后进行1小时的接近操作。由于可能得不到地面支持,而且反应时间可能过长,以致航天器不能及时逃离危险状态,因此航天器分系统资源必须具有自主检测、隔离和排除AOCS计算机故障的功能(即FDIR功能)。此外,在系统重构期间,必须尽量降低航天器姿态和姿态变化率可能出现的过渡过程。所有部件的累积固有失效率限定了AOCS计算机的可靠性。为达到交会对接任务的高实用性指标,AOCS计算机故障检测覆盖率必须很高。本文描述超可靠AOCS容错计算机(AGCP)的设计。该机要有自主FDIR功能,在接近操作阶段能迅速排除故障。要赋予AOCS/GNC分系统具有故障运行/故障安全(FO/FS)功能。全套三处理器(其中有一个处理器已经仿真过)实验板系统现已制造出来,并已通过测试。它将用于交会对接的实时闭路测试。实验板系统的主要部分和应用软件是用Ada语言编写的。本文将论述系统软件的设计,并交流在软件设计、编程、总装和测试期间的经验。