【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于星載軟件設計領域，涉及一種參數可配置的星載自主程控構件。
技術介紹
1、隨著空間探索不斷深入，航天器所需執行的空間任務也日趨復雜。空間環境復雜多變，航天器在面對空間任務中的不確定因素時，通常采用“地面測定軌->遙測下傳->情況判讀->決策規劃->上注指令->在軌執行”的方式。這種“星地大回路”的控制方式存在窗口和弧段限制、星地鏈路延時長、運維指控人為因素多等諸多問題。航天器采用這種方式執行空間任務實時性差，不穩定因素多，面對執行時間要求嚴格的復雜程控任務時，更是難以實現。為了突破弧段外軌控限制，減輕地面人工任務量，保證航天器根據星上狀態，準確、及時自主執行相應動作，需要提升航天器在某些任務場景的感知能力和自主決策能力，使得航天器能夠在一定約束的框架下，在適當時候，依據星上的狀態，自主觸發某些動作或指令，即自主程控。
2、自主程控由數管計算機完成，一般星載數管軟件的架構層次如圖1所示。圖中最底層為支撐數管計算機的硬件層，包括cpu、memory、總線以及io等設備；硬件層之上為星載操作系統，負責內存管理、任務調度等基礎性工作。操作系統之上為星載軟件專用中間件，中間件是高度抽象的星載軟件通用構件實體，中間件面向任務，并向其提供各類服務；中間件之上為星載軟件的各類應用，即任務，一般的數管軟件包含：下行遙測、內務管理、總線數據、遙控數據、指令處理以及自主程控等任務，其中各個任務之間通過消息隊列進行數據傳輸。任務通過接口調用中間件的各項服務，通過系統調用訪問操作系統，通過驅動程序訪問
3、在上述軟件的架構下，傳統的星載數管軟件一般采用指令組的方式實現自主程控任務，即將一組程控動作配置為若干指令組合而成的指令數組，并設計好每條指令的執行間隔，然后將其固化在軟件中，軟件初始化時將指令數組中的指令內容和時間間隔排布在一條緩存buff中，當執行該程控時，指令組運行程序在每個時間片判斷指令到時情況，進行指令發出或等待操作。指令組實現自主程控示意圖詳見圖2。
4、指令組實現自主程控的方式較為簡單，但局限性也很明顯，主要體現在以下幾個方面：
5、(1)指令組不具備星上自主感知與決策能力，只能按照固化的指令內容和時間間隔僵化的運行。自主程控過程中，一般需要實時對星上當前狀態進行判讀，自主選擇執行哪些指令動作或者更改指令發送間隔等邏輯，但指令組一旦固化，星上無法實時更改，無法實現實時感知與決策的功能。
6、(2)指令組不具備處理復雜程控邏輯的能力。某些復雜程控需要一定的運行邏輯，如某組動作重復執行若干遍、跳過固化好的若干指令動作等操作，指令組固化后，只能按照設定好的順序，逐步運行，直至所有指令動作均完成，無法實現指令回溯、跳躍等復雜邏輯。
7、(3)指令組一旦開始，無法獨立取消運行。指令組本質是一組指令，其一旦開始，那么所有指令就添加在指令隊列中，直至運行結束，無法獨立刪除某個指令組，如果此時星上運行異常需立即停止正在運行的程控，無法在不影響其他指令組的情況下刪除此正在運行的指令組，故不能勝任異常處理工作。
8、(4)指令組無法反應程控真實運行狀態。指令組本質是一組指令的集合，用其實現自主程控，一旦指令組開啟運行，那么就和自主程控沒有關系了，軟件會將指令組的指令按條抽出并運行，沒有運行過程中的狀態反饋、錯誤處理機制，同時軟件也難以自知當前程控是否已經結束。
9、綜上所述，傳統指令組實現自主程控的模式，其功能單一、僵化，自主能力和異常處置能力較弱，難以實現目前復雜程控的需求，需要在繼承指令組簡便的同時，開發一種靈活、自主、高效的程控構件，用以滿足當前程控的復雜需求。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種高效、靈活且安全的參數可配置的星載自主程控構件，能夠滿足星上各類復雜自主程控需求，從根本上解決了星上自主程控復雜度高、需求多樣且結構化代碼實現難度大等問題。
2、本專利技術解決技術的方案是：
3、一種參數可配置的星載自主程控構件，包括程控配置體和程控運行體；
4、所述程控配置體包括若干可配置的表格，每個表格對應一個自主程控，表格中的每一行代表自主程控中的一個動作組合，所述動作組合的屬性包含動作索引、自主屬性接口、動作指令以及與下一動作的時間間隔，其中自主屬性接口包括進入接口、運行接口和退出接口；用戶通過對表格進行配置，完成對相應自主程控的功能性設計；
5、所述程控運行體根據程控配置體的配置表格驅動相應的自主程控運轉，準確、及時的完成程控配置體為自主程控設置的各項具體動作。
6、優選的，用戶通過配置進入接口、運行接口、退出接口三類接口函數，實現自主程控每一個動作指令執行前、執行中、執行后的邏輯處理，接口函數的返回值驅動下一步的具體操作。
7、優選的，進入接口函數是指程控運行體在執行自主程控的某一步指令動作前，需要進行的邏輯處理；
8、運行接口函數是指程控運行體在執行完自主程控的某一步指令動作后，需要進行的邏輯處理；
9、退出接口函數是指程控運行體在當前自主程控指令動作完結后，需要進行的邏輯處理。
10、優選的，程控運行體包括5個處理子模塊，分別是進入處理子模塊、動作執行子模塊、運行處理子模塊、退出處理子模塊、無動作等待子模塊，其具體功能如下：
11、進入處理子模塊：調用程序配置體的進入接口函數，用于動作指令執行前的自主處理；
12、動作執行子模塊：根據裝填的指令，進行動作指令發送或執行相應動作；
13、運行處理子模塊：調用程控配置體的運行接口函數，用于動作指令執行后的自主處理；
14、退出處理子模塊：調用程序配置體的退出接口函數，用于動作指令執行完畢后的退出處理。
15、無動作等待子模塊：根據程序配置體設置的等待周期，對相應的狀態進行等待。
16、優選的，運行處理子模塊能夠對動作指令執行狀態進行監測。
17、優選的，所述退出處理子模塊能夠對當前程控狀態以及下一步動作指令進行自主設置。
18、優選的，運行過程中，通過操作程控運行體的使能屬性對所有或某組自主程控進行啟動/禁止設置。
19、優選的，所述程控運行體設置程控狀態保存接口和程控狀態恢復接口，所述程控狀態保存接口用于存儲程控運行體狀態屬性，所述程控狀態恢復接口用于恢復程控運行體狀態屬性；
20、在程控運行過程中，自主程控通過程控狀態保存接口不斷刷新并存儲程控運行體數據，一旦自主程控異常中斷，在異常修復后，程控通過程控狀態恢復接口讀取固化的程控運行體數據，并將其恢復到程控狀態屬性中，程控將繼續從斷點處完成相應指令。
21、優選的，所述程控運行體設置程控狀態獲取接口，用于獲取自主程控的運行進度，以本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：包括程控配置體和程控運行體；
2.根據權利要求1所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：用戶通過配置進入接口、運行接口、退出接口三類接口函數，實現自主程控每一個動作指令執行前、執行中、執行后的邏輯處理，接口函數的返回值驅動下一步的具體操作。
3.根據權利要求2所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：進入接口函數是指程控運行體在執行自主程控的某一步指令動作前，需要進行的邏輯處理；
4.根據權利要求1所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：程控運行體包括5個處理子模塊，分別是進入處理子模塊、動作執行子模塊、運行處理子模塊、退出處理子模塊、無動作等待子模塊，其具體功能如下：
5.根據權利要求4所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：運行處理子模塊能夠對動作指令執行狀態進行監測。
6.根據權利要求4所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：所述退出處理子模塊能夠對當前程控狀態以及下一步動作指令進行自主設置。
7
8.根據權利要求1所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：所述程控運行體設置程控狀態保存接口和程控狀態恢復接口，所述程控狀態保存接口用于存儲程控運行體狀態屬性，所述程控狀態恢復接口用于恢復程控運行體狀態屬性；
9.根據權利要求1所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：所述程控運行體設置程控狀態獲取接口，用于獲取自主程控的運行進度，以了解當前程控運行在哪一條動作指令上。
...【技術特征摘要】
1.一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：包括程控配置體和程控運行體；
2.根據權利要求1所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：用戶通過配置進入接口、運行接口、退出接口三類接口函數，實現自主程控每一個動作指令執行前、執行中、執行后的邏輯處理，接口函數的返回值驅動下一步的具體操作。
3.根據權利要求2所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：進入接口函數是指程控運行體在執行自主程控的某一步指令動作前，需要進行的邏輯處理；
4.根據權利要求1所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：程控運行體包括5個處理子模塊，分別是進入處理子模塊、動作執行子模塊、運行處理子模塊、退出處理子模塊、無動作等待子模塊，其具體功能如下：
5.根據權利要求4所述的一種參數可配置的星載自主程控構件，其特征在于：運...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王帥，張伍，黃昊，程慧霞，周成英，董振輝，張溢，張濤，
申請(專利權)人：北京空間飛行器總體設計部，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。