Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Факультет № 7
«Робототехнические и интеллектуальные системы»
«БОРТОВАЯ АВТОМАТИКА БЕСПИЛОТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ И АТМОСФЕРНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ»
Благодаря долгому и плодотворному сотрудничеству между Факультетом № 7 МАИ (НИУ) и МОКБ «Марс» в 2010 году была основана базовая кафедра, осуществляющая подготовку специалистов по направлению 24.05.06 «Системы управления летательными аппаратами».
По окончании обучения выпускники кафедры будут обладать знаниями, необходимыми для разработки и эксплуатации аппаратуры и программно-алгоритмического обеспечения бортовых систем управления для космических и атмосферных беспилотных летательных аппаратов.
Кафедра осуществляет образовательный процесс на базе МОКБ «Марс». В 2016 году состоялся первый выпуск дипломированных специалистов.
В наше время одной из актуальнейших задач является активное освоение космического пространства, эффективное решение которой определяет место страны в мировом военно-политическом сообществе. Особую роль играет беспилотная космонавтика, которую условно можно разделить на следующие классы.
Прикладные беспилотные космические аппараты – это фактически хлеб космонавтики. Коммерческая выгода от связи, метеорологии, государственная выгода от навигации, правительственной связи, систем предупреждения о ракетном нападении и т.д. – все это означает, что большинство запускаемых аппаратов будет относиться к этой категории.
Научная беспилотная космонавтика – это создание космических телескопов и межпланетных станций в целях изучения ближнего и дальнего космоса, а также для возможного освоения Луны и Марса.
Средства выведения – это сложные технические транспортные средства, предназначенные для доставки полезных грузов в космическое пространство на заданные орбиты.
Успешность выполнения целевых функций подобных изделий во многом зависит от точности и надежности бортовых систем управления. Задачей кафедры является подготовка современного широкопрофильного специалиста, способного решать весь комплекс наукоемких задач, связанный с проектированием, изготовлением и испытанием встроенных систем управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами.
В сентябре 2024 года начались занятия у первокурсников базовой кафедры. В этом году на первый курс приняты 24 человека. Подробнее.
В июле 2024 года были вручены дипломы девятому выпуску базовой кафедры. Подробнее.
03.03.2024 — Статус «в активном поиске» — о дне открытых дверей в МАИ.
В июле 2023 года прошла церемония вручения дипломов выпускникам базовой кафедры. Восьмой по счету выпуск закончили 12 человек. Подробнее.
В июле 2022 года состоялся 7-й выпуск базовой кафедры. 13 выпускников получили дипломы, в том числе 2 диплома — с отличием. Подробнее.
Видео с церемонии вручения дипломов.
В апреле 2022 года в газете «Страна РОСАТОМ» было опубликовано интервью с преподавателем базовой кафедры Михаилом Косинским. Читать.
Соколов В.Н.
и.о. зав. кафедрой, д.т.н., профессор
Преподаваемые дисциплины:
«Введение в специальность», «Проектирование комплексов управления беспилотных ЛА»
Шеломанов Д.А.
к.т.н., старший преподаватель
Преподаваемая дисциплина:
«Основы автоматизированного проектирования», УИРС, «Элементы технологии разработки систем управления ЛА», «Случайные процессы»
Щербинин В.В.
д.т.н., с.н.с., профессор
АО «ЦНИИАГ»
Преподаваемая дисциплина:
«Основы теории пилотажно-навигационных систем», «Корреляционно-экстремальные системы наведения беспилотных летательных аппаратов»
Шевцова Е.В.
к.т.н., доцент
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Преподаваемая дисциплина:
«Основы теории пилотажно-навигационных систем», «Системы управления атмосферными беспилотными летательными аппаратами»
Чибизов А.А.
ассистент
Преподаваемые дисциплины:
«Микропроцессорная техника в приборах, системах и комплексах»
Саурский И.В.
старший преподаватель
Преподаваемые дисциплины:
«Информатика», УИРС
Дорский Р.Ю.
старший преподаватель
Преподаваемая дисциплина:
«Микропроцессорная техника в приборах, системах и комплексах», «Приборы силовой автоматики беспилотных ЛА»
В учебном процессе принимают участие сотрудники МОКБ «Марс»:
Бочаров М.В.
Преподаваемая дисциплина:
«Системы управления беспилотных ЛА»
Реутов В.Г.
д.т.н., профессор
Преподаваемые дисциплины:
«Система менеджмента качества и технологии информационной поддержки изделия», «Динамика полета воздушных и космических летательных аппаратов»
Перчихин О.И.
Преподаваемая дисциплина:
«Алгоритмические языки и технологии программирования», УИРС
Вовк О.В.
к.т.н.
Преподаваемая дисциплина:
«Методы и способы обеспечения радиационной стойкости систем управления космических аппаратов»
Индюков А.М.
Преподаваемая дисциплина:
«Управление интеллектуальной собственностью в ракетно-космической области»
Косинский М.Ю.
к.т.н.
Преподаваемая дисциплина:
«Методы интеллектуального управления беспилотных ЛА»
Порешин П.П.
Преподаваемая дисциплина:
«Дискретная математика», УИРС
Шатский М.А.
к.т.н., доцент
Преподаваемая дисциплина:
«Системы автоматического управления космическими ЛА»
Корнева И.Е.
Преподаваемая дисциплина:
«Документационное обеспечение процессов проектирования, изготовления и сдачи продукции»
Сосновцев В.В.
Преподаваемая дисциплина:
«Модели и алгоритмы цифровых систем управления беспилотных ЛА»
Орлов Д.В.
Преподаваемая дисциплина:
«Компьютерные технологии бортовых систем реального времени», «Бортовое системное программное обеспечение»
- Бортовые системы управления космическими аппаратами: Учебное пособие / Бровкин А.Г., Бурдыгов Б.Г., Гордийко С.В. и др. / Под редакцией А.С. Сырова. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. – 304 с.: ил. Читать (pdf, 6,8 Mb).
На основе опыта разработки комплексов управления для объектов космического назначения, накопленного МОКБ «Марс», изложены основные требования и принципы построения бортовых систем управления космическими аппаратами. Рассмотрены методы организации взаимодействия бортовой и наземной аппаратуры и соответствующего программного обеспечения.
- Динамические свойства беспилотного летательного аппарата как объекта управления: Учебное пособие / Федотов Б.К. – М.: Изд-во МАИ, 2016. – 162 с.: ил.
Изложены вопросы построения математических моделей динамики полета атмосферных и космических беспилотных летательных аппаратов и анализа их динамики. Показано формирование математической модели динамики расширенного многомерного многосвязного объекта управления, на основе которой выполняется исследование влияния ее особенностей на свойства системы управления.
- Дискретная математика: множества, отношения, логика, автоматы: Учебное пособие / Порешин П.П., Попов Б.Н. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2014. – 188 с.: ил. Читать (pdf, 1,8 Mb).
В учебном пособии в доступной форме изложены основные разделы дискретной математики: множества и отношения, логика и автоматы. Рассматриваются базовые объекты дискретной математики, свойства и методы их применения для решения практических задач.
- Операционные системы: Учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / Синицын С.В., Батаев А.В., Налютин Н.Ю. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 304 с.
Изложены основные принципы организации современных операционных систем (ОС) на примере ОС UNIX и Windows. Рассмотрены методы и языковые средства для работы с основными объектами, находящимися под управлением ОС: файлами, заданиями, пользователями, процессами. Значительное внимание уделено вопросам обеспечения межпроцессного взаимодействия. Текст иллюстрируется многочисленными примерами, содержит контрольные вопросы и задания.
- Операционные системы и среды: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Батаев А.В., Налютин Н.Ю., Синицын С.В. – М. : Издательский центр «Академия», 2014. – 272 с.
Изложены основные сведения о базовых объектах, находящихся под управлением ОС, – файлах, пользователях и задачах. Рассмотрены задания в операционных системах, определяющие логическую последовательность выполнения задач пользователя. Описаны методы управления учетными записями пользователей при помощи файлов инициализации сеанса в UNIX-системах. Дан краткий обзор методов построения прикладных программ на языке C в UNIX-подобных системах и операционных системах семейства Windows.
- Основы разработки программного обеспечения на примере языка Си: Учебник / Синицын С.В., Хлытчиев О.И. – 2-е изд., испр. – М.: Национальный открытый университет «ИНТУИТ», 2013. – 220 с.: ил.
Рассматриваются вопросы истории развития вычислительной техники и ее программного обеспечения (ПО) с позиции алгоритмизации, технологии и языка кодирования. Алгоритмический аспект отвечает на вопрос, как найти решение поставленной задачи. Технологический – указывает последовательность действий достижения цели, определяет применяемые инструменты и способы оценки результатов. Язык высокого уровня, в данном случае Си, предоставляет разработчикам возможность реализации ПО в форме, пригодной для его выполнения на различных платформах.
- Построение инвариантных корреляционно-экстремальных систем навигации и наведения летательных аппаратов / Щербинин В.В. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. – 230 с.
Изложена методология построения корреляционно-экстремальных систем навигации и наведения летательных аппаратов, инвариантных к нестабильности геофизического поля и воздействию помех. Основное внимание уделено методике формирования информативного параметра геофизического поля, инвариантного к основным факторам его нестабильности. В отличие от ранее использованных подходов информативный параметр рассматривается, как векторная величина. Это создает потенциальную возможность парирования или существенного снижения влияния действующих на принимаемый сигнал возмущений (факторов нестабильности и помех геофизического поля) за счет анализа его тонкой структуры. Подробно рассмотрены физические, математические и теоретические основы разработанной методологии. Приведен пример использования данной методологии для оптического (видимого диапазона длин волн) геофизического поля и низколетящего летательного аппарата.
- Программирование на языке высокого уровня: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Синицын С.В., Михайлов А.С., Хлытчиев О.И. – М.: Издательский центр «Академия» 2010. – 400 с.
Рассмотрены общие принципы высокоуровневого программирования, непосредственным образом связанного с изучением алгоритмов, в рамках технологического процесса. Излагаемый материал можно рассматривать как синтез трех аспектов: технологического, вычислительного и языкового. При подготовке учебника использовался опыт передовых предприятий, занимающихся промышленной разработкой программного обеспечения и специализирующихся на высоконадежных программных системах.
- Проектирование и испытание бортовых систем управления: Учебное пособие / Под редакцией А.С. Сырова. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2011. – 344 с.: ил. Читать (pdf, 5,4 Mb).
Рассматриваются вопросы проектирования и испытания бортовых систем управления космическими аппаратами и разгонным блоком. Базовым материалом послужили конкретные разработки МОКБ «Марс» – системы управления разгонным блоком и бортовые системы управления ряда космических аппаратов.
- Проектирование цифровых и цифроаналоговых устройств бортовой автоматики. Лабораторный практикум / Попов Б.Н., Цалкова Е.Э., Ханин Д.Н. / Под редакцией Б.Н. Попова. – М.: МОКБ «Марс», 2016. – 80 с.: ил. Читать (pdf, 4,9 Mb).
Учебное пособие содержит описание четырех лабораторных работ. Кратко изложен необходимый теоретический материал. Приведены основные сведения по языку описания аппаратуры VHDL, цифроаналоговым и аналогово-цифровым преобразователям, а также цифровым устройствам управления электродвигателями. Приведены примеры текстов программ на языке VHDL.
- Проектирование цифровых схем и устройств бортовой автоматики. Лабораторный практикум / Попов Б.Н., Цалкова Е.Э., Ханин Д.Н. / Под редакцией Б.Н. Попова. – М.: МОКБ «Марс», 2016. – 92 с.: ил. Читать (pdf, 12,9 Mb).
Учебное пособие содержит описание четырех практических занятий и двух лабораторных работ. Кратко изложен необходимый теоретический материал. Дано описание учебной платы DE2 фирмы Altera, используемой при выполнении лабораторных работ. На простом примере изложен маршрут проектирования цифровых устройств на основе программируемых логических интегральных схем в среде Quartus II. Для последовательностных логических схем приведены примеры выполнения заданий.
- Система управления разгонным блоком: Учебное пособие / Андреев В.П., Бонк Р.И., Бровкин А.Г. и др. / Под редакцией А.С. Сырова. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. – 272 с.: ил. Читать (pdf, 8,4 Mb).
Особое внимание в пособии уделено практической реализации системы управления разгонным блоком. Предлагается систематизированный отбор материала, необходимого для понимания и описания процессов в системе управления разгонным блоком. Базовым материалом послужили конкретные разработки МОКБ «Марс».
Учебный план предусматривает глубокую фундаментальную подготовку по математике, физике, теоретической механике, теории управления и регулирования, системному анализу и информатике. Используя полученные теоретические знания, выпускник кафедры может получать сложные математические модели исследуемого процесса или технической системы.
В процессе обучения студенты получают знания универсальных языков программирования, методов прикладного и системного программирования, принципов построения мультипроцессорных вычислительных, информационно-обрабатывающих и управляющих устройств и систем. Студенты изучают также основы схемотехники управляющих систем – современные микропроцессорные вычислительные элементы.
Большое внимание уделяется разделу проектирования и надежности разрабатываемых систем, методам их отработки и испытаниям как в части реализации программного обеспечения, так и в части исследования влияния внешних воздействующих факторов.
Учебным планом предусмотрены различные виды практик, которые проходят на территории МОКБ «Марс» под руководством специалистов предприятия.
Разработанная технология обучения в соответствии с государственными профессиональными стандартами, а также с потребностями предприятия в специалистах по комплексной разработке систем управления, зарекомендовала себя как эффективный путь обучения и подготовки молодых инженерных кадров.
Посмотреть расписание занятий в МАИ.
