ВИКОРИСТАННЯ ПЕРЕМИКАЛЬНИХ ФУНКЦІЙ У СИСТЕМАХ ЛОГІЧНОГО УПРАВЛІННЯ ОБ’ЄКТОМ В УМОВАХ АКТИВНОГО ВПЛИВУ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ЗАВАД
Ключові слова
Анотація
Детально досліджено методи підвищення живучості автономних об’єктів в умовах інтенсивного впливу зовнішніх електромагнітних завад. Обґрунтовано необхідність переходу від високорівневих програмних протоколів до реалізації «жорсткої» логіки на основі математичного апарату перемикальних функцій, що сприяє стабільній роботі системи автономного управління у разі втрати зв’язку з оператором або деградації сигналів глобальних супутникових систем позиціонування.
Методологічна база роботи реалізує класичні підходи комп’ютерної логіки та теорії цифрових автоматів. У процесі дослідження розроблено багатокритеріальну модель прийняття рішень, що базується на аналізі чотирьох ключових вхідних змінних: наявність інтенсивних перешкод у радіоканалі, втрата керувального сигналу (RC Loss), показники датчиків безпечної висоти (Vision) та рівень енергетичного ресурсу (Battery). Авторами детально описано всі етапи синтезу перемикальної функції — формування таблиці істинності на 16 станів та виокремлення критичних наборів, що відповідають умовам виживання апарату.
Особливу увагу в роботі приділено процесу мінімізації логічних виразів. Проведено порівняльний аналіз аналітичного методу спрощення на основі законів булевої алгебри та графічного методу з використанням площинних діаграм (карт Карно). Отримані ідентичні результати підтвердили коректність синтезованої мінімальної диз’юнктивної нормальної форми (МДНФ). Встановлено, що застосування оптимізованої перемикальної функції дозволяє скоротити апаратні витрати на реалізацію системи керування майже вчетверо за рахунок зменшення кількості логічних операцій з одинадцяти до трьох.
Практична частина дослідження включає розробку та моделювання логічної схеми контролера у спеціалізованому середовищі Electronics Workbench. Результати симуляції підтвердили високу швидкість реакції системи на зовнішні загрози.
Доведено, що запропонована архітектура, реалізована на базі ПЛІС або дискретної логіки, забезпечує детермінований час відгуку та унеможливлює програмне зависання контролера в екстремальних умовах експлуатації.
Наукова новизна роботи полягає у розробці алгоритму «апаратного інстинкту» автономного об’єкта, на основі якого реалізовано процес прийняття рішень на фізичному рівні електронної схеми, що значно підвищує надійність авіаційної техніки в екстремальних умовах експлуатації.
