автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка и исследование цифрового алгоритма функционирования системы управления корабельной станции спутниковой связи

На ПрДВЗХ рЗ»"КОЛЕСИ

ЧЕКОВ ПАВЕЛ ГЕННАДЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВОГО АЛГОРИТМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОРАБЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ

СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Специальность: 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2005

Работа выполнена в ФГУП "Московский научно-исследовательский радиотехнический институт" (ФГУП "МНИРТИ")

Научный руководитель

доктор технических наук Геков В.В.

Ведущая организация

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Балюк Н.В. кандидат физ.-мат. наук, с.н.с.

Новиков И.К. ФГУП "ВНИИ "Эталон"

Защита состоится "16" июня 2005 г. в 16 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.133.06 Московского государственного института электроники и математики (технического университета) по адресу: 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., д. 3/12, зал Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИЭМ.

Автореферат разослан " "_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к. т. н., профессор

Н. Н. Грачев

[00 ВЗ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Современные телекоммуникации распространяются все дальше от крупных городов и промышленных центров. Многие добывающие и

инфокоммуникационные сети, охватывающие многие предприятия, разбросанные по территории нашей страны и за ее пределами. Многие из них расположены в труднодоступных районах, где государственная инфраструктура связи практически отсутствует. Специфика производств компании характеризуется широким использованием средств автоматизации, нуждающихся в надежных, высокоскоростных цифровых каналах связи. Кроме того, многие отрасли являются потенциально опасными для окружающей среды и людей и не могут функционировать без постоянного и надежного взаимодействия с соответствующими государственными службами. Но главное - то, что в современных условиях без собственной, постоянно совершенствуемой системы связи эффективно управлять всем этим огромным, разноплановым хозяйством чрезвычайно сложно. Это также справедливо и для оборонных структур, которые располагаются на больших территориях, включая корабли, авиацию и другие подвижные объекты.

На первом этапе организации сети, в условиях отсутствия стационарных передатчиков и проводных линий связи, спутниковая связь позволяет организовать передачу информации на больших расстояниях и в труднодоступных местах.

В связи с этим, многие компании, занимающиеся морскими, железнодорожными и другими видами перевозок, проявляют большой интерес к обеспечению своего транспорта современными средствами спутниковой связи.

Объектом исследования данной работы является корабельная станция

транспортные компании развивают свои корпоративные

спутниковой связи. Оборудование передачи данных, применяемое на такой станции, может соответствовать различным потребностям заказчика, таким как прием спутникового телевидения и организация различных видов спутниковой связи. Каналообразующее оборудование такой аппаратуры аналогично устанавливаемому на стационарных станциях спутниковой связи. Существенное различие между стационарной станцией и мобильной заключается в наличии у последней сложной системы стабилизации и позиционирования антенны.

Над разработкой таких систем в нашей стране трудились в разное время такие ученые, как Салычев О.С., Пешехонов В.Г., Илынинский А. Ю., Кузнецов В.Д., Слив Э.И., Ведерников A.A., Дивавин Г.В., Чарышев Ш.В., Ривкип С.С., Поплавский М.А. и др.

Если станция установлена на мобильном объекте, качество передачи информации по каналу спутниковой связи напрямую зависит от качества удержания антенным постом станции спутниковой связи линии визирования.

Принципиальной особенностью систем стабилизации корабельных спутниковых антенн (ССКСА), влияющей на их надежность и компактность является способ обработки сигнала, поступающего с датчиков позиционирования. Поэтому для повышения надежности и компактности ССКСА целесообразно избрать такой способ обработки входного и формирования управляющего сигналов, который совместно с современными оптическими датчиками ориентации позволит серьезно повысить потребительские качества системы, качество обработки информации и удобство проектирования таких систем.

В настоящее время повышается роль цифровой обработки сигналов в различных приложениях теории автоматизированных систем управления и теории связи. Это связано в первую очередь с постоянным повышением производительности и удешевлением современных средств вычислительной техники, а также с более широким и повсеместным использованием этих средств для решения актуальных научно-технических и производственных

задач. Переход от анхчогоЕой обработки сигналов к цифровой диктуется возросшими потребностями в применении компьютерных систем для передачи и обработки информации. Различные, порой довольно сложные, способы представления, хранения и обработки информации не могут быть реализованы с использованием аналоговой техники не только из-за представления информации в цифровой форме, но и из-за трудности обработки такой информации аналоговыми средствами. Это относится к различным областям применения цифровых систем, в том числе для управления системами стабилизации.

Особенно широко цифровая обработка информации используется в системах телекоммуникаций. Она может использоваться при кодировании и сжатии информации перед её передачей, восстановления принятой и искажённой информации. Также цифровая обработка эффективна при сокращении избыточности (сжатии) информации.

Область разработки ССКСА имеет устойчивую тенденцию к миниатюризации своей продукции в соответствии с современными требованиями компактности, надежности и мобильности такой аппаратуры. Этого можно добиться за счет полного отказа от громоздких аналоговых комплектующих в пользу цифровых средств обработки сигнала, т.е. максимальным использованием возможностей надежных и миниатюрных цифровых сигнальных процессоров.

К настоящему времени многие производители развернули производство цифровых сигнальных процессоров и средств цифровой обработки сигналов с гораздо более высокой производительностью и возможностями программирования, производительность и возможности программирования которых постоянно расширяются.

Таким образом, ввиду того, что в области проектирования ССКСА в нашей стране только начинается широкое использование цифровых технологий, практически отсутствуют реализованные разработки, а также, если принять во внимание растущий интерес к средствам связи в области

мобильных телекоммуникаций, задачи, поставленные в этой работе, становятся очень актуальными. Круг вопросов, охватывающих анализ условий работы ССКСА и использование новых методов и средств обработки сигнала в них определяет необходимость значительного повышения качества функционирования систем стабилизации и навигации и охватывает актуальные задачи, составляющие предмет специальных исследований, отраженных в материалах диссертации.

Таким образом, актуальность поставленной задачи определяется:

1. Необходимостью создания и совершенствования систем телекоммуникаций, соответствующих современным требованиям, предъявляемым к их качеству и надежности при размещении на подвижном основании;

2. Слабой теоретической и экспериментальной изученностью применения цифровых технологий в системах управления и стабилизации спутниковых приемопередающих устройств.

Цель работы

Проведенный анализ состояния вопроса позволяет сформулировать цели и задачи диссертации. Целью настоящей работы является разработка принципиально новой системы управления корабельной станцией спутниковой связи с использованием в качестве вычислительных средств цифровых сигнальных процессоров. За счет применения научно обоснованных моделей движения и средств цифровой обработки сигнала предполагается достичь повышения качества связи, скорости передачи данных, надежности, уменьшения габаритов и достижения большего удобства настройки и переналадки системы управления корабельной станции спутниковой связи. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Сравнительный анализ характеристик моделей современных сигнальных процессоров.

2. Разработка математической модели подсистемы стабилизации с трехи степенями свободы на основе волоконно-оптических гироскопов.

3. Разработка алгоритма функционирования системы управления корабельной станции спутниковой связи.

4. Проведение моделирования процессов обработки сигналов в системе с целью проверки качества разработанной системы управления.

5. Создание программного модуля функционирования системы управления, реализующего разработанный алгоритм.

6. Реализация полученных результатов в образце станции спутниковой связи.

Методы исследования

При решении поставленных задач использовались принципы системного подхода, методы математического моделирования, теории систем, математической теории управления, а также экспериментальные исследования.

Научная новизна

Получены следующие основные научные результаты:

1. Математическая модель трехосной пространственной стабилизации спутниковой антенны, основанная на использовании средств цифровой обработки сигналов и оптических датчиков положения.

2. Алгоритм управления корабельной станцией спутниковой связи с возможностью корректировки параметров системы в процессе работы.

3. Результаты моделирования процессов в системе с непрерывным и с дискретным корректирующим устройством при различных способах квантования.

Практическая ценность работы заключается в улучшении качества связи и повышении скорости передачи данных, создании оригинальной методики оценки и коррекции ошибок углов ориентации (тангажа, крена и

курса) для системы управления корабельной станцией спутниковой связи с использованием волоконно-оптических гироскопов (ВОГ), разработке алгоритма стабилизации положения системы с помощью методов цифровой обработки сигналов.

Разработано оригинальное программное обеспечение для оценки ошибок углов ориентации и их коррекции путем формирования управляющего воздействия для системы ориентации комплекса.

Достоверность и обоснованность результатов, представленных в диссертации, подтверждается адекватностью математических моделей, что выявлено при проведении экспериментальных исследований; сравнением полученных результатов с известными из литературных источников; результатами внедрения разработанных методов и рекомендаций в практику.

Реализация результатов и предложения об использовании

Основные теоретические и практические результаты диссертации реализованы при выполнении ОКР "Центавр-Н" и ряда других ОКР и НИР при непосредственном участии автора.

Разработанные алгоритмы, программные модули, конкретные технические решения внедрены при разработке малогабаритной станции спутниковой связи сантиметрового диапазона для надводных кораблей и судов, а также стационарной станции спутниковой связи.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: Международная конференция "Надежность и качество", Пенза, 2003 г.; "Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий", Сочи, 2003, 2004 г.; International conference on information and telecommunication technologies in intelligent systems. May 2004. Lloret De Mar, Spain.

-э-

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе, 7 статей, 2 тезисов докладов.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель системы стабилизации антенного поста корабельной станции спутниковой связи;

2. Алгоритм функционирования системы управления корабельной станции спутниковой связи;

3. Результаты моделирования процессов обработки сигналов в системе управления с целью проверки качества разработанной системы управления.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по диссертации и списка литературы.

Во введении к работе обоснована актуальность исследования проблем построения мобильных комплексов спутниковой связи и совершенствования их подсистем, определена цель работы, задачи исследования и приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе сформулированы требования к вычислительным ресурсам, необходимым для решения задачи. Дан обзор современных средств цифровой обработки сигналов и их использования в управлении телекоммуникационными системами. Показаны преимущества цифровой фильтрации сигналов, существующие технические разработки в этой области, и возможности их применения в телекоммуникационных системах.

Кроме очевидных преимуществ устранения ошибок в фильтре, связанных с флуктуациями параметров пассивных компонентов во времени и по температуре, дрейфом операционного усилителя (в активных фильтрах) и

т.д„ цифровые фильтры способны удовлетворять таким техническим требованиям по своим параметрам, которых, в лучшем случае, было бы чрезвычайно трудно или даже невозможно достичь в аналоговом исполнении. Кроме того, характеристики цифрового фильтра могут быть легко изменены программно. Поэтому они широко используются в телекоммуникациях, в приложениях адаптивной фильтрации, таких как подавление эха в модемах, подавление шума и распознавание речи.

Основные преимущества цифровых фильтров приведены в таблице 1 в виде сравнения характеристик с аналоговыми фильтрами.

Таблица 1

Цифровые фильтры Аналоговые фильтры

Высокая точность Низкая точность из-за допуска на элементы

Линейная фаза (КИХ фильтр) Нелинейная фаза

Нет дрейфа вследствие изменения параметров компонентов Дрейф вследствие изменения параметров компонентов

Гибкость, возможна адаптивная фильтрация Реализация адаптивных фильтров затруднена

Легки в моделировании и проектировании Сложны в моделировании и проектировании

Ограничения при работе в реальном масштабе времени -вычисление должно быть завершено в течение интервала дискретизации Аналоговые фильтры требуются на высоких частотах и для устранения эффекта наложения спектра

Для обработки различного вида сигналов используются: заказные кристаллы (ASIC), встраиваемые микроконтроллеры, процессоры общего назначения, программируемая логика (ПЛИС), транспьютеры, цифровые сигнальные процессоры (DSP) и нейрочипы. Благодаря высокой производительности и универсальности при реализации вычислительных структур, функционирующих в реальном масштабе времени, наибольшее применение нашли ПЛИС, DSP и нейрочипы.

Обладая мощной вычислительной структурой, DSP позволяют реализовать различные алгоритмы обработки информационных потоков. Сравнительно невысокая цена, а также развитые средства разработки программного обеспечения позволяют применять их при построении вычислительных систем с массовым параллелизмом.

Повсеместный переход систем управления на цифровые стандарты, привел к необходимости быстро обрабатывать большие объемы информации (фильтрация сигналов, распаковка сжатых аудио- и видеоданных, маршрутизация информационных потоков и т.п.). Для выполнения этих работ предложены системы, построенные на базе DSP.

DSP-процессоры вот уже на протяжении нескольких десятилетий являются элементной базой для построения цифровых вычислительных структур. Проанализируем изделия трех ведущих производителей, занимающих доминирующее положение на этом рынке, с позиций их применимости для построения программируемых вычислительных систем.

Выбор того или иного процессора — многокритериальная задача. Следует, однако, отметить предпочтительность процессоров Analog Devices для приложений, требующих выполнения больших объемов математических вычислений (цифровая фильтрация сигнала, вычисление корреляционных функций и т.п.), поскольку их производительность на подобных задачах выше, чем у процессоров компаний Motorola и Texas Instruments. В то же время для задач, требующих выполнения интенсивного обмена с внешними устройствами (многопроцессорные системы, различного рода контроллеры), предпочтительнее использовать процессоры TI, обладающие высокоскоростными интерфейсными подсистемами.

Во второй главе рассмотрена система управления корабельной станции спутниковой связи, которая является объектом исследования данной работы.

Функциональными элементами системы управления являются четыре подсистемы:

1. Подсистема наведения;

2. Подсистема стабилизации;

3. Подсистема автосопровождения;

4. Подсистема визуализации.

АП № 1 АП № 2

Рисунок 1. Функциональная схема системы управления

Управление положением антенны и ее стабилизация при качке осуществляются с помощью трехосного карданового подвеса, исполнительные двигатели которого позволяют изменять положение антенны по азимуту, углу места и крену корабля. В режимах поиска и автосопровождения исполнительные двигатели управляются сигналами с блока управления, а при компенсации качки — напряжением, вырабатываемым тремя волоконно-оптическими гироскопами, расположенными во взаимоперпендикулярных плоскостях.

Подсистема стабилизации предназначена для выставки антенны в направлении на выбранный спутник и сопровождения при воздействии возмущающих моментов, качки и изменения курса и географического положения судна по сигналам от блока управления. Для этого в состав системы входит шесть исполнительных двигателей, по два на каждую ось подвеса, при этом каждый двигатель имеет только одно направление вращения.

Движение антенны в 3-х осном кардане при угловых колебаниях корабля определяется сложными, связанными между собой динамическими уравнениями движения относительно 3-х осей, гироплатформы Ха, Уа, 2а. Однако, если моменты инерции рам кардана существенно меньше моментов инерции платформы с антенной и сигналы с гироскопов, установленных на платформе, формировать определенным образом, то уравнения движения гиростабилизатора, в первом приближении, можно разделить на три независимых канала, структурная схема которых приведена на рис. 2. Естественно, что при этом для каждого канала величины параметров, обозначенные на схеме, имеют свои значения, соответствующие каждой из осей стабилизации антенны Ха, Уа,

Вибрации исполнительных

механизмах

Рисунок 2. Структурная схема одного канала стабилизации Сигналы от гироскопов, идущие на соответствующие двигатели разгрузки Мт Мр, Ме, формируются следующим образом:

Мар = КШК «»(*) - Кр ап(*)),

М„, = Ш(£) + К, СОВ{£)), (1.1)

М=1¥С{З)КЕ,

где: ТГа (5), (5К (8) - передаточные функции в соответствую гщк каналах (аД г);

Мф Мер - моменты, развиваемые двигателями разгрузки, установленные на соответствующих осях кардана;

К.а,Кр , К-- сигналы с гироскопов, оси чувствительности которых при а.=р=£=0 совпадают с осями стабилизации вокруг а, /> и е.

Расчет проведем на базе структурной схемы, каналов стабилизации, приведенной на рис. 2.

Параметры, необходимые для расчетов, получены в ходе предварительной проработки конструкции и из вышеприведенных расчетов. Передаточная функция системы при разомкнутом контуре управления имеет вид:

+\XTjS1++1)'

Г 1 ^ -г ( /

(1.2)

' 5,(Гз1У+1)(Г^+1) Переходя к числовым значениям переменных, получен следующий вид разомкнутой частотной характеристики:

IV (/¡у) __у1' >_ (I з)

Из структурной схемы рис. 2. получены следующие соотношения:

1

р ру г^-и]

108160001 ^541

рад

г-см

кг-см

град

(1-4)

2

= 0,5^(5)

град

кг-м

Как видно из приведенного соотношения, платформа поворачивается менее чем на 0,5° под действием момента 1 кг-м.

колебаний платформы составит 1/522 (-54 дБ) от амплитуды колебаний корабля. При качке корабля с амплитудой 30°, колебания платформы составляют 307522 = 0,06°.

В третьей главе представлен общий алгоритм функционирования системы стабилизации, который был принят за основу при написании программы. Они были модифицированы и дополнены для возможности их программной реализации на выбранных технических средствах. В общем виде алгоритм представлен на рисунке 3.

В СУ используется алгоритм слежения по максимуму сигнала, который основан на принципе экстремального автомата. Суть его в том, что следящая система периодически выполняет автоподстройки антенны -смещает антенну сначала вверх и вниз, потом вправо и влево от начальной позиции, определяет направление максимального сигнала и наводит антенну на это направление. Следящая система контролирует уровень сигнала и выполняет автоподстройку при снижении его до порогового уровня, заданного пользователем. В случае ухода спутника из сектора обзора антенного поста происходит переключение на второй пост, который начинает поиск спутника на границе секторов.

Представлена часть программы, реализующая вычисление исходных данных по наведению антенны на спутник: азимута и угла места.

Для указанной в требованиях частоты 0,16 Гц амплитуда

Рассмотрены

по которые работы и

доступа к

были приняты во реализованы в программе.

На рисунке 4 представлено окнам, формам и интерфейса системы. На рисунке основная и защищенная паролем

Оператор системы на корабле пользуется только основным режимом (< окно и окно выбора спутников), остальными функциями имеет право только персонал, имеющий специальные права доступа.

После запуска системы появляется окно

переход к основному диалоговом}' окну, где располо представлены все индикаторы, повседневной работы системы Это окно позволяет оператору

в) во

работы (выбор спутника и

системы. Для более широкого

доступа к

представлено на рисунке 4.

имеет ряд особенностей, ] гзи но сравнению с ]

- и качество

; образцами.

Рисунок 4. Дерево доступа к окнам интерфейса системы управления В четвертой главе представлены результаты моделирования непрерывной математической модели и проанализировано влияние шага дискретизации сигнала и синхронизации работы подсистем на величину результирующей ошибки. Получены передаточные функции корректирующих устройств, построена модель подсистемы стабилизации с помощью программы 81МиЫМС пакета МАТЪАВ. Проведено моделирование в непрерывном случае и получены результаты: длительность переходного процесса - 0,2 с.5 перерегулирование - 21%, при постоянном входном воздействии.

Выполнено моделирование цифровой подсистемы стабилизации (ПС) при квантовании сигнала ошибки по времени. В этом случае время переходного процесса уменьшается до 0,095, а перерегулирование возрастает до 40%. В случае квантования сигнала ошибки и по времени и по уровню, время переходного процесса равно 1 с.3 а перерегулирование составляет 30%.

Из результатов моделирования следует, что процессы в дискретной системе с дискретным корректирующим устройством практически адекватны процессам с непрерывным корректирующим устройством.

Оппсаны результаты, полученные при испытании антенного поста на стенде, имитирующем различные внешние возмущающие воздействия.

В ходе испытаний на стенде были подобраны параметры управляемой системы в соответствии с типичными условиями работы в условиях морской качки. Показано, что полученная система устойчива, сохраняет чувствительность к управляющему сигналу и эффективно демпфирует колебания. Амплитудные и фазовые характеристики системы представлены как функции частоты на графике в тексте работы. Для наиболее полного графического моделирования процессов управления были рассмотрены типовые входные сигналы. Экспериментальные данные подтвердили оптимальный характер работы системы управления.

Заключение. В диссертации рассмотрен вариант построения СУ КССС с системой управления на базе сигнального процессора фирмы Texas Instruments и приведена часть программного обеспечения, реализующего цифровую обработку сигналов, поступающих с датчиков (ВОГ) и формирующего управляющие сигналы для исполнительных механизмов опорно-поворотного устройства, которые поддерживают систему в заданном положении.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе решения задач, поставленных в диссертации, получены следующие основные результаты:

1. Проведен обзор текущего состояния работ в области проектирования систем корабельной спутниковой связи, перспектив развитая, а также стоящих в этой области проблем улучшения характеристик, расширения сферы использования и повышения потребительских качеств. Приведено краткое описание современных разработок в этой области в нашей стране и за рубежом. Особое внимание уделено возможностям повышения качества систем, что во многом связано с использованием более современных датчиков - волоконно-оптических гироскопов, которые

имеют гораздо большую точность и возможности по применению, в сравнении со своими механическими предшественниками.

2. Произведен и обоснован выбор модели цифрового вычислительного устройства. Проведен анализ моделей современных сигнальных процессоров и возможностей их применения в управлении современными телекоммуникационными системами. Описаны основные типы их архитектуры, их функции и возможности их использования в цифровой обработке аналоговых сигналов. Как можно убедиться на основе представленного материала, возможности, которые они обеспечивают, могут быть наиболее широко востребованы в настоящее время. Сигнальные процессоры обладают наиболее привлекательными потребительскими качествами и самой широкой областью применения из всех средств цифровой обработки сигналов. Приведено сравнение характеристик процессоров основных конкурентов в этой области, фирм Texas Instruments и Analog Devices, а также рассмотрены принципы выбора процессора для данной задачи с учетом всей специфики его последующего применения.

3. Разработана математическая модель системы стабилизации антенного поста станции спутниковой связи, основанная на принципе трехосного пространственного стабилизатора. Произведена оценка управляющего воздействия, разработана и подробно описана структурная схема трех каналов стабилизации. Сформулирован критерий оптимальности, основанный на требованиях предъявляемых условиями эксплуатации и специфике реализации системы в аппаратных и исполнительных элементах.

4. Разработан алгоритм функционирования системы управления корабельной стайцией спутниковой связи. Алгоритм модифицирован и уточнен для возможности программной реализации. Представлена часть программы, реализующая вычисление исходных данных по наведению антенны на спутник: азимута и угла места.

-195. Данные, полученные при моделировании процессов управления и при испытаниях в лабораторных условиях, отражают оптимальный характер реакшш системы на внешние возмущающие воздействия.

6. Создан и отлажен программный модуль, реализующий алгоритм функционировшшя системы управления станции спутниковой связи "Центавр-Н".

7. Все-результаты работы реализованы в опытном образце корабельной станции спутниковой связи "Центавр-Н" - малогабаритной контейнерной станции спутниковой связи сантиметрового диапазона для надводных кораблей и судов. Эта станция предназначена для организации всех видов устойчивой спутниковой связи на корабле в условиях предельных ветро-волновых воздействий.

Проведенная работа открывает перспективы по дальнейшему совершенствованию системы, основанные на использовании в ней цифрового сигнального процессора. Открывается возможность полного отказа в дальнейшем от аналоговых элементов с передачей их функций цифровым. Проведенная работа уже получает развитие в этом направлении. Подобные изменения приведут к дальнейшему уменьшению габаритов системы, повышению надежности, устойчивости связи и других потребительских качеств.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Чеков П.Г., Ляховецкий Ю.Г. Анализ качества системы управления бесплатформенной инерциальной системой с бесшумными датчиками угловых скоростей на основе математической модели// Сборник трудов международного симпозиума "Надежность и качество". - Пенза: 2003 г.

2. Чеков П.Г. Методы повышения качества и надежности систем управления корабельных систем спутниковой связи// Сборник трудов международного симпозиума "Надежность и качество". - Пенза: 2003 г.

3. Чеков П.Г., Ляховецкий Ю.Г. Повышение надежности спутниковой связи с помощью оптимизации системы стабилизации антенного поста// Сборник трудов международного симпозиума "Надежность и качество". -Пенза: 2003 г.

4. Чеков П.Г. Применение цифровых технологий обработки сигналов в системах стабилизации// Материалы международной конференции и Российской научной школы "Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий". Часть 3. Том №1. - М.: Радио и связь, 2003 г.

5. Чеков П.Г. Построение математической модели системы стабилизации подвижного объекта// Материалы международной конференции и Российской научной школы "Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий". Часть 3. Том №1. - М.: Радио и связь, 2003 г.

6. Чеков ПТ. Технологии цифровой обработки сигналов в управлении бесплатформенными пнерциальными системами. — М.: "Информационные технологии в проектировании и производстве". №2.2003.

7. Chekov P.G. Digital contrai system of naval satellite communication station. Труды международной конференции "Информационные и телекоммуникационные технологии в интеллектуальных системах" ITT IS' 04 Барселона, 2004 г.

8. Чеков П.Г. Автоматическое управление корабельной станцией спутниковой связи с двумя антенными постами// Сборник трудов международной НТК "Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий". - Сочи: 2004 г.

9. Чеков П.Г. Корабельная станция спутниковой связи с цифровой системой управления// Сборник трудов Российской НТК "Электромагнитная совместимость". - СПб.: 2004 г.

Подписано в печать 06.05.2005. Формат 60x84/16. Бумага типографская № 2. Печать - ризография. Усл. печ. л. 1,3 Тираж 80 экз. Заказ 762 .

Московский государственный институт электроники и математики 109028, Москва, Б.Трехсвятительский пер., 3/12.

Центр оперативной полиграфии (095) 916-88-04, 916-89-25

РНБ Русский фонд

2007-4 10039

Содержание.

Введение.

Глава 1. Современные средства цифровой обработки сигналов и возможности их использования в системе управления станцией спутниковой связи.

1.1 Оценка необходимых вычислительных ресурсов.

1.2 Основные принципы цифровой обработки сигналов.

1.2.1 Преимущества цифровой фильтрации сигналов.

1.2.2 Виды программируемых вычислительных структур для обработки сигналов.

1.2.3 Применение программируемых вычислительных структур в системах управления.

1.3 Применение ЦСП для обработки сигналов.

1.3.1 Влияние архитектуры ядра и внутреннего представления чисел на производительность процессора в реальных приложениях.

1.3.2 Сравнение возможностей сигнальных процессоров с точки зрения их применения в управлении телекоммуникационной системой

1.3.3 Системная интеграция ЦСП и взаимодействие с периферийными устройствами.

1.4 Анализ характеристик и возможности применения процессоров серии TMS320 в управлении телекоммуникационной системой.

1.4.1 Области применения микроконтроллеров TMS320'24x.

1.4.2 Технические характеристики семейства микроконтроллеров TMS320'24x.

1.4.3 Назначение процессоров и микроконтроллеров серии TMS320'24x.

1.5 Выводы по главе.

Глава 2. Математическое описание объекта исследования.

2.1 Функциональная модель корабельной станции спутниковой связи. 55 2.1.1 Подсистема наведения.

2.1.1 Подсистема автосопровождения.

2.1.2 Подсистема стабилизации.

2.1.3 Подсистема ввода-вывода.

2.2 Математическое описание объекта управления.

2.2.1 Кинематическая схема пространственного стабилизатора.

2.2.2 Линеаризованные уравнения движения ПС.

2.2.3 Выбор схемы и порядок расчета трехосного гироскопического стабилизатора.

2.3 Оценка управляющего воздействия.

2.3.1 Структурная схема для расчета контура управления.

2.3.2 Расчет гироскопического стабилизатора.

2.3.3 Расчет контура управления.

2.4 Выбор и обоснование критерия оптимальности.

2.5 Выводы по главе.

Глава 3. Разработка и оптимизация алгоритмов и вычислительных процедур цифрового управления корабельной станции спутниковой связи.

3.1 Обобщенный алгоритм работы системы управления станции спутниковой связи и пользовательский интерфейс.

3.1.1 Обобщенный алгоритм работы системы управления станции спутниковой связи.

3.1.2 Определение дискретной передаточной функции корректирующего звена.

3.1.3 Структура исходных данных по наведению антенны на спутник

3.2 Алгоритм пространственной стабилизации антенны и функционирования всей системы управления.

3.2.1 Пользовательский интерфейс системы управления.

3.2.2 Алгоритмы оперативного управления станцией спутниковой связи.

3.2.3 Алгоритмы оперативного контроля и реакции системы управления в аварийных ситуациях.

3.3 Оптимизация вычислительных процедур СП в среде разработки Code Composer Studio.Ill

3.3.1 Интегрированная среда разработчика Code Composer Studio.

3.3.2 Цикл разработки с использованием CCS.

3.3.4 Встроенный язык скриптов GEL.

3.3.5 Конфигурация объектов.

3.3.6 Интегрированная среда разработки.

3.3.8 Интегрированный редактор.

3.3.9 Средства генерации кода.

3.3.10 Интегрированный отладчик.

3.3.11 Точки останова и контроля.

3.3.12 Средства визуализации данных.

3.4 Выводы по главе.

Глава 4. Моделирование и реализация предложенных алгоритмов jp управления на ЭВМ.

4.1 Математическое моделирование в системе MATLAB Simulink.

4.1.1 Возможности моделирования систем управления в пакете Simulink.

4.1.2 Описание модели, созданной в пакете Simulink.

4.2 Проверка на испытательном стенде.

4.2.1 Описание испытательного стенда.

4.2.2 Реакции системы на стандартные возмущающие воздействия

4.2.3 Реакции системы на предельные возмущающие воздействия.

4.3 Выводы по главе.

Современные телекоммуникации распространяются все дальше от крупных городов и промышленных центров. Многие добывающие и транспортные компании развивают свои корпоративные инфокоммуникационные сети, охватывающие многие предприятия, разбросанные по территории нашей страны и за ее пределами. Многие из них расположены в труднодоступных районах, где государственная инфраструктура связи практически отсутствует. Специфика производств компании характеризуется широким использованием средств автоматизации, нуждающихся в надежных, высокоскоростных цифровых каналах связи. Кроме того, многие отрасли являются потенциально опасными для окружающей среды и людей и не могут функционировать без постоянного и надежного взаимодействия с соответствующими государственными службами. Но главное - то, что в современных условиях без собственной, постоянно совершенствуемой системы связи эффективно управлять всем этим огромным, разноплановым хозяйством чрезвычайно сложно. Это также справедливо и для оборонных структур, которые располагаются на больших территориях, включая корабли, авиацию и другие подвижные объекты.

На первом этапе организации сети, в условиях отсутствия стационарных передатчиков и проводных линий связи, спутниковая связь позволяет организовать передачу информации на больших расстояниях и в труднодоступных местах.

В связи с этим, многие транспортные компании, занимающиеся морскими, железнодорожными и другими видами перевозок, проявляют большой интерес к обеспечению своего транспорта современными средствами спутниковой связи.

Работа посвящена исследованию возможностей повышения надежности и быстродействия системы управления корабельной станции спутниковой связи Центавр-НМ-1 и разработке цифрового алгоритма ее функционирования. Полученные результаты призваны повысить общую эффективность вычислительных процессов объекта исследования.

Ниже приводятся основные технические характеристики станций предыдущего поколения, построенных на основе аналоговых принципов обработки сигналов, с диаметром рефлектора антенны 2,6 м. (модель «ОРТ-2.6-С») и с диаметром 1,5 м. (модели «ОРТ- 1,5» -С, -К). Для сравнения также приведены характеристики американской станции модели 8885 с диаметром зеркала 2,24 м. фирмы SEA TEL (см. [1]).

Параметры «ОРТ-2.6-С» «ОРТ- 1,5» (-С, -К) мод. 8885

Диапазон «С»

Частота ГГц 3,7—4,2 3,7-4,2 (-С) 3,7-4,2

Минимальная принимаемая мощность (e.i.r.p. Level, min), дБ-Вт 28 36 32

Конвертор с температурой шумов, К 17 17 25

Диапазон «К»

Частота ГГц — 10,9—11,7 (-К) 10,9—11,7

Минимальная принимаемая мощность (e.i.r.p. Level, min), дБ-Вт 41 38

Конвертор с шумами, дБ 0,8 1,2

Точность наведения антенны на спутник, у гл. град. од 0,1 1,0

Физические характеристики:

Диаметр антенны, м 2,6 1,5 2,24

Диаметр радиопрозрачного укрытия (РПУ), м 3,4 2,1 2,8

Масса антенного поста с РПУ (надпалубная часть станции), кг 350 180 292

Углы поворота антенны, у гл. град.: — по азимуту — угол возвышения ±900 от -20 до +200 ±900 от-20 до+120 ±270 от 0 до +90

Требования по электропитанию 110/220 В; 47-60 Гц 110/220 В; 47-60 Гц 110/220 В; 47-60 Гц

Потребление, Вт До 200 До 200 До 400 (при разгоне гиромоторов в течение 5 мин — до 1000 Вт)

Условия эксплуатации станций (соответствуют Standart-A) при качке судна с амплитудой до ±30°:

Скорость разворота судна, °/с До 6 Доб Доб

Линейная скорость судна, узлы До 30 До 30 До 30

Скорость ветра, м/с До 56 До 56 До 56

Диапазон температур, °С от -40 до +55 от -40 до +55 от -40 до +55

Относительная влажность, % при 40°С До 95 До 95 До 95

Оборудование передачи данных, применяемое на станции, может иметь различное назначение, такое как прием спутникового телевидения и организация различных видов спутниковой связи. Оборудование корабельной станции спутниковой связи отличается от стационарного аналога:

• специальными ограничения габаритов, как самой станции, так и антенных постов;

• повышенными требованиями к надежности и отказоустойчивости элементной базы и отдельных подсистем;

• наличием системы стабилизации.

В разработку таких систем большой вклад в разное время внесли такие ученые, как Салычев О.С., Пешехонов В.Г., Ильшинский А. Ю., Кузнецов В.Д., Слив Э.И., Ведерников А.А., Дивавин Г.В., Чарышев Ш.В., Ривкин С.С., Поплавский М.А. . и др.

Если станция установлена на мобильном объекте, качество передачи информации по каналу спутниковой связи напрямую зависит от качества удержания антенным постом станции спутниковой связи линии визирования.

Принципиальной особенностью системы управления корабельной станции спутниковой связи (СУССС), влияющей на ее надежность и компактность является способ обработки сигнала, поступающего с датчиков позиционирования. Поэтому для повышения надежности и компактности СУССС целесообразно избрать такой способ обработки входного и формирования управляющего сигналов, который совместно с современными оптическими датчиками ориентации позволит серьезно повысить потребительские качества системы, качество обработки информации и удобство проектирования.

В настоящее время повышается роль цифровой обработки сигналов в различных приложениях теории связи и теории автоматизированных систем управления. Это связано в первую очередь с постоянным повышением производительности и удешевлением современных средств вычислительной техники, а также с более широким и повсеместным использованием этих средств для решения актуальных научно-технических и производственных задач. Переход от аналоговой обработки сигналов к цифровой диктуется возросшими потребностями в применении компьютерных систем для передачи и обработки информации. Различные, порой довольно сложные, способы представления, хранения и обработки информации не могут быть реализованы с использованием аналоговой техники не только из-за представления информации в цифровой форме, но и из-за трудности обработки такой информации аналоговыми средствами. Это относится к различным областям применения цифровых систем, в том числе для управления системами стабилизации.

Особенно широко цифровая обработка информации используется в системах телекоммуникаций. Она может использоваться при кодировании и сжатии информации перед её передачей, восстановлении принятой искажённой информации. Также цифровая обработка эффективна при сокращении избыточности (сжатии) информации.

Область разработки СУССС имеет устойчивую тенденцию к миниатюризации своей продукции в соответствии с современными требованиями компактности, надежности и мобильности такой аппаратуры. Этого можно добиться за счет полного отказа от громоздких аналоговых комплектующих в пользу цифровых средств обработки сигнала, т.е. максимальным использованием возможностей надежных и миниатюрных цифровых сигнальных процессоров.

К настоящему времени многие производители развернули производство цифровых сигнальных процессоров и средств цифровой обработки сигналов с гораздо более высокой производительностью и возможностями программирования, производительность и возможности программирования которых постоянно расширяются.

Таким образом, ввиду того, что в области проектирования СУССС в нашей стране только начинается широкое использование цифровых технологий, практически отсутствуют реализованные разработки, а также, если принять во внимание растущий интерес к средствам связи в области мобильных телекоммуникаций, задачи, поставленные в этой работе, становятся очень актуальными. Круг вопросов, охватывающих анализ условий работы СУССС и использование новых методов и средств обработки сигнала в них определяет необходимость значительного повышения качества вычислительных систем, систем стабилизации и навигации и охватывает актуальные задачи, составляющие предмет специальных исследований, отраженных в материалах диссертации.

Таким образом, актуальность поставленной задачи определяется:

1. Необходимостью создания и совершенствования систем телекоммуникаций, соответствующих современным требованиям, предъявляемым к их качеству и надежности при размещении на подвижном основании;

2. Слабой теоретической и экспериментальной изученностью применения цифровых технологий в системах управления и стабилизации спутниковых приемопередающих устройств.

Цель работы

Проведенный анализ состояния вопроса позволяет сформулировать цели и задачи диссертации. Целью настоящей работы является разработка принципиально новой системы управления корабельной станцией спутниковой связи с использованием в качестве вычислительных средств цифровых сигнальных процессоров. За счет применения научно обоснованных моделей движения и средств цифровой обработки сигнала предполагается достичь повышения качества связи, скорости передачи данных, надежности, уменьшения габаритов и достижения большего удобства настройки и переналадки системы управления корабельной станции спутниковой связи. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Сравнительный анализ характеристик моделей современных сигнальных процессоров.

2. Разработка математической модели подсистемы стабилизации с тремя степенями свободы на основе волоконно-оптических гироскопов.

3. Разработка алгоритма функционирования системы управления корабельной станции спутниковой связи.

4. Проведение моделирования процессов обработки сигналов в системе с целью проверки качества разработанной системы управления.

5. Создание программного модуля функционирования системы управления, реализующего разработанный алгоритм.

6. Реализация полученных результатов в образце станции спутниковой связи.

Методы исследования

При решении поставленных задач использовались принципы системного подхода, методы математического моделирования, теории систем, математической теории управления, а также экспериментальные исследования.

Научная новизна

Получены следующие основные научные результаты:

1. Математическая модель трехосной пространственной стабилизации спутниковой антенны, основанная на использовании средств цифровой обработки сигналов и оптических датчиков положения.

2. Алгоритм управления корабельной станцией спутниковой связи с возможностью корректировки параметров системы в процессе работы.

3. Результаты моделирования процессов в системе с непрерывным и с дискретным корректирующим устройством при различных способах квантования.

Практическая ценность работы заключается в улучшении качества связи и повышении скорости передачи данных, создании оригинальной методики оценки и коррекции ошибок углов ориентации (тангажа, крена и курса) для системы управления корабельной станцией спутниковой связи с использованием ВОГ, разработке алгоритма стабилизации положения системы с помощью методов цифровой обработки сигналов.

Разработано оригинальное программное обеспечение для оценки ошибок углов ориентации и их коррекции путем формирования управляющего воздействия для системы ориентации комплекса.

Достоверность и обоснованность результатов, представленных в диссертации, подтверждается адекватностью математических моделей, что выявлено при проведении экспериментальных исследований; сравнением полученных результатов с известными из литературных источников; результатами внедрения разработанных методов и рекомендаций в практику.

Реализация результатов и предложения об использовании

Основные теоретические и практические результаты диссертации реализованы при выполнении ОКР "Центавр-Н" и ряда других ОКР и НИР при непосредственном участии автора.

Разработанные алгоритмы, программные модули, конкретные технические решения внедрены при разработке малогабаритной станции спутниковой связи сантиметрового диапазона для надводных кораблей и судов, а также стационарной станции спутниковой связи.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: Международная конференция "Надежность и качество", Пенза, 2003 г.; "Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий", Сочи, 2003, 2004 г.; International conference on information and telecommunication technologies in intelligent systems. May 2004. Lloret De Mar, Spain.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе, 7 статей, 2 тезисов докладов.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель системы стабилизации антенного поста корабельной станции спутниковой связи;

2. Алгоритм функционирования системы управления корабельной станции спутниковой связи;

3. Результаты моделирования процессов обработки сигналов в системе управления с целью проверки качества разработанной системы управления.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по диссертации и списка литературы. В приложении приведены акты внедрения.

Результаты работы позволяют продолжить исследования, связанные с применением сигнальных процессоров в системах телекоммуникаций. Возможен дальнейший отказ от аналоговых элементов с передачей их функций цифровым, что и будет проделано в ближайшее время. Эти изменения приведут к дальнейшей миниатюризации установки и повышению её потребительских качеств.

Все найденные в работе решения были реализованы в опытном образце корабельной станции спутниковой связи "Центавр-Н" -малогабаритной контейнерной станции спутниковой связи сантиметрового диапазона для надводных кораблей и судов. Эта станция предназначена для организации всех видов устойчивой спутниковой связи на корабле в условиях предельных ветро-волновых волнений. Станция успешно прошла испытания в ходе проводившихся в 2004 году учений ВМФ РФ.

Заключение

Создание в данное время систем управления станциями спутниковой связи на базе сигнальных процессоров обещает в ближайшее время полный переход в этой области на цифровую обработку сигналов. Преимущества использования цифровых сигнальных процессоров вместе с волоконно-оптическими датчиками положения, по сравнению с их аналоговыми и механическими предшественниками очевидны. Это, в первую очередь, компактность, намного большая точность и надежность, связанная с отсутствием внешних воздействий на элементы, и, старения (в аналоговом случае). Использование ЦСП, также, несравнимо расширяет возможности по переналадке и настройке аппаратуры, для этого достаточно загрузить новую версию программы.

В работе проведен обзор текущего состояния разработок в области проектирования систем управления корабельных станций спутниковой связи (СУССС), перспектив развития, а также стоящих в области проблем улучшения характеристик, расширения сферы использования и повышения потребительских качеств систем. Приведено краткое описание современных разработок в этой области в нашей стране и за рубежом. Особое внимание уделено возможностям повышения точности систем, что во многом связано с использование более современных датчиков (оптических гироскопов). Современные волоконно-оптические датчики имеют гораздо большую точность и возможности по применению, по сравнению со своими механическими предшественниками.

Рассмотрен вариант построения СУССС с системой управления на базе сигнального процессора фирмы Texas Instruments.

Проведен анализ характеристик современных сигнальных процессоров с точки зрения возможности их использования в управлении современными телекоммуникационными системами. Как можно убедиться на основе представленного материала, возможности, которые они предоставляют, могут быть наиболее широко востребованы в настоящее время. СП обладают наиболее привлекательными потребительскими качествами и самой широкой областью применения из всех средств цифровой обработки сигналов. В первой главе приведено сравнение семейств процессоров основных конкурентов в этой области, фирм Texas Instruments, Analog Devices Motorola, а также принципы, которыми мы руководствовались при выборе процессора для решения данной задачи, учитывая всю специфику его последующего применения.

Представлена функциональная модель системы управления и математическая модель объекта управления, основанная на схеме трехосного пространственного гироскопического стабилизатора. Произведена оценка управляющего воздействия, приведена общая структурная схема трех каналов стабилизации и её подробное описание. Описан критерий оптимальности, основанный на требованиях предъявляемых условиями эксплуатации и спецификой реализации в аппаратных и исполнительных элементах.

Разработаны алгоритмы функционирования системы управления, которые были реализованы в программном модуле. Разработана структура пользовательского интерфейса системы, предоставляющего оператору широкие возможности по управлению станцией.

Разработанные алгоритмы были декомпозированы и уточнены для возможности их программной реализации. Проведено моделирование разработанной математической модели подсистемы стабилизации. Полученные данные подтвердили оптимальность математической модели. Все решения были доведены до программной реализации. Созданные программные модули были отлажены в лабораторных условиях и реализованы в опытном образце.

Представлены результаты моделирования системы, направленного на изучение влияния длительности промежутков квантования входного сигнала на точность его последующей обработки, и вклад этого процесса в результирующую погрешность управления. Полученные результаты показали, что значение этой ошибки не превысит 0,05° при средней амплитуде колебаний не превышающей 30°.

Проведены замеры управляющих сигналов во время испытаний системы на стенде, имитирующем внешние возмущающие воздействия. Представленные результаты замеров отражают оптимальный характер реакции системы на внешние ветро-волновые возмущения.

1. Ляховецкий Ю.Г., Голуб В.М., Моисеев В.И. Корабельная приемная станция спутникового телевидения - М.: "Конверсия в машиностроении". №5. 1998.

2. Шахнов В.А., Власов А.И., Кузнецов А.С., Поляков Ю.А. Нейрокомпьютеры архитектура и схемотехника. - М.: Машиностроение. 2000. - 64 с. (Библиотечка журнала информационные технологии №9).

3. Шахнов В.А., Власов А.И., Кузнецов А.С., Поляков Ю.А. Нейрокомпьютеры архитектура и реализация// ChipNews. №6. 2000. -С.24-31.

4. Инерциальные системы управления под ред. Питгмана Д. М., «Воениздат», 1967.

5. Пельпор Д. С., Колосов Ю. А., Рахтеенко Е.Р. Расчет и проектирование гироскопических стабилизаторов. М., «Машиностроение», 1972.

6. Технический проект ОКР "Центавр-НМ" Пояс-ная записка Книга 1.

7. Следящие приводы: В 3 т. 2-е изд., доп. и перераб. / Под ред. Б. К. Чемоданова. Т. I: Теория и проектирование следящих приводов / Е. С. Блейз, А. В. Зимин, Е. С. Иванов и др. — М: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. —904 с.

8. Густав Олссон, Джангуидо Пиани, Цифровые системы автоматизации и управления. — СПб.: Невский Диалект, 2001.-557 е.: ил.

9. Автоматизированное проектирование следящих приводов и их элементов / Под ред. В. Ф. Казмиренко. М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.

10. Астапов Ю. М., Медведев В. С, Статистическая теория систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1982. 304 с.

11. Балтрушевич А. В., Косякин А. А., Круг Г. К. Динамика цифровых автоматических систем // Труды МЭИ. 1962. Вып. 44. С. 157-293.

12. Беляев Н. И., Нагорский В. Д. Выбор двигателя и редуктора следящих систем. М.: Машиностроение, 1972. 216 с.

13. Бесекерский В. А. Цифровые автоматические системы. М.: Наука, 1976. 575 с.

14. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. 768 с.

15. Бродовский В. Н., Иванов Е. С. Приводы с частотно-токовым управлением. М.: Энергия, 1974. 169с.

16. Вещ В. J1. Динамика машинных агрегатов. JL: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1969. 368 с.

17. Голован А. Т. Основы электропривода. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1959. 344 с.

18. Голубенцев А. И. Динамика переходных процессов в машинах со многими массами. М.: Машгиз, 1959. 146 с.

19. Горбацевич Е. Д., Левинзон Ф. Ф. Аналоговое моделирование систем управления. М.: Наука, 1984. 304 с.

20. Джури Э. Импульсные системы автоматического регулирования. М.: Физмат гиз, 1963. 455 с.

21. Динамика многодвигательных следящих систем / Под ред. JI. А.Сенько. М.: Машиностроение, 1983. 265 с.

22. Динамика систем управления ракет с бортовыми цифровыми вычислительными машинами / Под ред. М. С. Хитрика, С. М. Федорова. М.: Машиностроение, 1972.231с.

23. Динамика цифровых следящих систем / Под ред. Б. К. Чемоданова. М.: Энергия, 496 с.

24. Динамика электромашинных следящих систем / Под ред. Н. М.Якименко. М.: Энергия, 1967.408с.

25. Жиль Ш., Пелегрен М., Декольн П. Теория и техника следящих систем. М.: Машгиз, 1981. 804с.

26. Иванов В. А., Ющенко А. С. Теория дискретных систем автоматического управления. М.: Наука, 1983. 336 с.

27. Коршунов Ю. М. О построении эквивалентного комплексного коэффициента усиления нелинейного импульсного элемента // Автоматика и телемеханика. 1962. №5. С. 590-601.

28. Чеков П.Г. Методы повышения качества и надежности систем управления корабельных систем спутниковой связи// Сборник трудов международного симпозиума "Надежность и качество". Пенза: 2003 г.

29. Ляховецкий Ю.Г., Чеков П.Г. Повышение надежности спутниковой связи с помощью оптимизации системы стабилизации антенного поста// Сборник трудов международного симпозиума "Надежность и качество". -Пенза: 2003 г.

30. Чеков П.Г. Технологии цифровой обработки сигналов в управлении бесплатформенными инерциальными системами. -М.: "Информационные технологии в проектировании и производстве". №2. 2003.

31. Chekov P.G. Digital control system of naval satellite communication station. Труды международной конференции "Информационные и телекоммуникационные технологии в интеллектуальных системах" ITT IS' 04 Барселона, 2004 г.

32. Чеков П.Г. Автоматическое управление корабельной станцией спутниковой связи с двумя антенными постами// Сборник трудов международной НТК "Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий". Сочи: 2004 г.

33. Чеков П.Г. Корабельная станция спутниковой связи с цифровой системой управления// Сборник трудов Российской НТК "Электромагнитная совместимость". СПб.: 2004 г.