Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Задача распознавания нейросетью визуального образа станции для автономного сближения космического аппарата

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ
ВИЗУАЛЬНОГО ОБРАЗА СТАНЦИИ.. 5

2 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. 11

2.1 Состав системы
распознавания визуального образа станции. 11

2.2 Выбор метода
распознавания визуального образа станции. 14

2.3 Использование нейронных
сетей в задачах распознавания. 16

2.4 Обзор и выбор алгоритма
распознавания с помощью нейронных сетей. 24

2.5 Описание принципа
проектирования. 36

2.6 Моделирование в среде Matlab. 39

2.7 Система управления
летательного космического аппарата во время стыковки с визуальной орбитальной
станцией. 46

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 51

3.1 Введение. 51

3.2 Основные этапы ТП.. 51

3.2.1 Разработка технологии главной
сборки передатчика КА.. 51

3.2.2 Качественная оценка
технологичности передатчика. 54

3.2.3 Испытания и тестирование
конструкции передатчка КА.. 55

4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 66

4.1 Введение. 66

4.2 Расчет трудоемкости выполняемых работ. 66

4.3 Расчет затрат. 73

4.4 Источники и факторы снижения себестоимости. 77

5. ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ. 78

5.1 Анализ негативных факторов на рабочем месте инженера. 78

5.2 Анализ потенциальных опасностей при производстве. 83

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 86

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 87

Введение:

Актуальность темы.
Системы распознавания образов станции для автономного сближения космического
аппарата являются актуальным направлением исследований, так как позволяют
повысить точность и быстродействие сближения.

Данную задачу можно
решить с помощью нейронной сети и системы распознавания образов, которая
построена на ее основе.

В последние годы количество сфер использования нейронных
сетей (NN) растет быстрыми темпами. Нейронные сети используются для
различных целей и разными способами.

Целью написания
выпускной квалификационной работы является разработка системы распознавания
образов станции для автономного сближения космического аппарата.

При написании работы
были поставлены следующие задачи:

1. Выполнить обзор
литературы по теме исследования. Рассмотреть структурную схему системы
управления КА, представить структурную схему системы сближения КА;

2. Выполнить
исследование состава системы распознавания визуального образа станции и
рассмотреть математическую модель распознавания;

3. Выполнить
моделирование системы управления сближением КА;

4. Выполнить расчет
технико-экономических показателей выполнения проекта;

5. Изучить вопросы
промышленной экологии и безопасности.

Объект исследования –
процесс автономного сближения КА.

Предмет исследования –
система распознавания образов.

Заключение:

В результате написания выпускной
квалификационной работы проведено проектирование системы управления КА Зенит с
системой распознавания визуального образа станции для стыковки. Исходя из того,
чтобы минимизировать ошибки стыковки и максимизировать успех для конкретных
задач КА, были выполнены следующие задачи:

— Была разработана система управления
стыковкой КА на примере объекта Зенит;

— Выбрана математическая модель сближения
космического аппарата;

— Рассмотрен состав системы распознавания
визуального образа станции;

— Изучен алгоритм распознания для
конкретной задачи стыковки КА с визуальным образом станции, именуемый
Сверточные нейронные сети (SNN);

— Произведено численное моделирование
системы управления стыковкой и качественный анализ распознавания нейросети по
идентифицированным параметрам модели объекта управления.

В результате моделирования наглядно на
графиках видно, что система управления стыковкой КА Зенит  работает исправно.

Проведен расчет технико-экономических
показателей выполнения проекта. Установлено, что общая стоимость затрат на
проектирование системы управления составляет 195130,6 руб.

В последнем разделе работы рассмотрено
возможное влияние используемого оборудования, энергии, и условий работы на
человека. В качестве объекта исследования рассматривается кабинет инженера.
Эргономические решения и организация рабочего места пользователей ПЭВМ
удовлетворяют требованиям СанПиН. Пожарная безопасность инженера обеспечена.

Фрагмент текста работы:

1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ
ВИЗУАЛЬНОГО ОБРАЗА СТАНЦИИ В рамках выполнения
выпускной квалификационной работы будет рассматриваться система космический
аппарат (КА) серии Зенит.

Рассмотрим характеристики
подобных аппаратов.

Все КА этого типа
объединяет общая конструктивно-компоновочная схема, заложенная при создании
пилотируемого корабля-спутника Восток и сохраняемая до настоящего времени.

Начало серии этих КА
положено созданием первого спутника-разведчика Зенит, предназначенного для
ведения детальной фоторазведки [1].

В состав КА Зенит включены
следующие системы:

1. Фото аппаратура;

2. Фототелевизионная
аппаратура;

3. Специальная
радиоаппаратура;

4. Специальная
радиотелеметрическая система;

5. Система аварийного
подрыва объекта (АПО);

6. Радиосистема Маяк;

7. Программная
радиолиния;

8.
Командно-вычислительное устройство;

9. Система управления;

10. Система управления
бортовым комплексом.

Общий вид КА данного типа представлен на
рисунке 1.1 [2].