sustainНадежностьDependability1729-26462500-3909RAMS Journal Limited liability company10.21683/1729-2646-2022-22-4-16-22sustain-491Research ArticleСТРУКТУРНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, ПРАКТИКАSTRUCTURAL RELIABILITY. THEORY, TECHNOLOGY, PRACTICEПовышение надежности сервоприводов беспилотных летательных аппаратов за счет оптимизации режима работыImproving the dependability of the servo drives of unmanned aerial vehicles through optimized operating modesКоробейниковИ. С.KorobeynikovI. S.

Коробейников Илья Сергеевич – начальник отдела электромеханизмов

Саратов

Ilya S. Korobeynikov, Head of Unit for Electrical Mechanisms 

Saratov

korobeynikovilya@mail.ruВырыхановД. А.VyrykhanovD. A.

Вырыханов Денис Александрович – кандидат технических наук, инженер-системотехник

Саратов

Denis A. Vyrykhanov, Candidate of Engineering, Systems Engineer 

Saratov

differentr@mail.ruМитяевМ. В.MityaevM. V.

Митяев Максим Васильевич – ведущий инженер

Саратов

Maxim V. Mityaev, Lead Engineer 

Saratov

m.v.mityaev@mail.ruАкционерное общество «Конструкторское бюро промышленной автоматики»РоссияIndustrial Automation Design BureauRussian Federation2022221120222241622Copyright © Коробейников И.С., Вырыханов Д.А., Митяев М.В., 20222022Коробейников И.С., Вырыханов Д.А., Митяев М.В.Korobeynikov I.S., Vyrykhanov D.A., Mityaev M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dependability.ru/jour/article/view/491

Цель. Повышение отказоустойчивости сервопривода за счет раздельного резервирования структурных элементов. Методы. В статье применяются методы гармонического анализа, теории надежности технических систем. Результаты. Проведено сравнение значений средней наработки до отказа сервоприводов, отличающихся степенью резервирования составляющих их структурных элементов (внешних соединителей, датчиков обратной связи, плат управления, электродвигателей и силовых редукторов). Показано, что резервирование структурных элементов одновременно с обеспечением возможности переключения на оставшиеся в работоспособном состоянии элементы в процессе работы сервопривода позволяет в три раза увеличить устойчивость к отказу. Предложен критерий определения момента времени принятия решения об изменении структуры электропривода до момента отказа резервированного элемента структуры электропривода. Заключение. Предлагаемый в статье подход позволяет формализовать порядок изменения структуры электропривода в целях обеспечения требуемого уровня отказоустойчивости.

Aim. Improving the reliability of servo drives through partial redundancy of structural components. Methods. The paper uses methods of harmonic analysis, technical system dependability theory. Results. The mean times to failure of servo drives that differ in terms of the level of redundancy of structural elements (external connectors, feedback sensors, control boards, electric motors and load gears) were compared. It was shown that structural element redundancy along with the capability to switch to still-operable elements in the course of servo drive operation enable a triple increase of the failure tolerance. The authors suggested criteria for identifying the moment of time for decision-making regarding an electric servo’s structure modification before the moment of failure of the redundant element of such servo. Conclusion. The method suggested in the paper allows formalizing the process of electric servo structure modification for the purpose of ensuring the required level of failure tolerance.

сервоприводнадежностьотказоустойчивостьбеспилотный летательный аппаратрежимservo drivedependabilityfailure toleranceunmanned aerial vehiclemodeReferencesГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения. Введ. 1997-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1995. 13 с.GOST 27.002-95. Dependability in technics. Dependability prediction. Basic principles. Moscow: Izdatelstvo Standartov; 1995. (in Russ.)Шубинский И.Б. Структурная надежность информационных систем. Методы анализа. М.: Журнал «Надежность», 2012. 212 с.Shubinsky I.B. [Structural dependability of information systems. Analysis methods]. Moscow: Dependability Journal; 2012. (in Russ.)Анищенко В.А., Колосова И.В. Основы надежности систем электроснабжения. Минск: БНТУ, 2007. 151 с.Anishchenko V.A., Kolosova I.V. [Introduction to the dependability of power supply systems: a study guide for higher education establishments]. Minsk: BNTU; 2007. (in Russ.)ОСТ 1 00132-97. Надежность изделий авиационной техники. Методы количественного анализа безотказности функциональных систем при проектировании самолетов и вертолетов Введ. 1998-07-01. М.: Изд-во стандартов, 1997. 69 с.OST 1 00132-97. [Dependability of aviation equipment. Methods for quantitative analysis of the reliability of functional systems in the process of airplane and helicopter design]. Moscow: Izdatelstvo standartov; 1997. (in Russ.)Петухов В.С., Соколов В.А. Диагностика состояния электродвигателей. Метод спектрального анализа потребляемого тока // Новости электротехники. 2005. № 1 (31). С. 50–52.Petukhov V.S., Sokolov V.A. [Electric motor condition diagnostics. Method for spectrum analysis of the consumption current]. Novosti elektrotekhniki 2005;1(31):50-52. (in Russ.)Петухов В.С. Диагностика электродвигателей. Спектральный анализ модулей векторов Парка тока и напряжения // Новости электротехники. 2009. № 3 (57). С. 47 – 51.Petukhov V.S. [Electric motor diagnostics. Spectrum analysis of Park’s vector values of current and voltage]. Novosti elektrotekhniki 2009;3(57):47-51. (in Russ.)Токарев Р.О., Шапошников В.В., Чабанов Е.А. Способы диагностики электрических машин // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: материалы всерос. науч.-практ. конф. (г. Пермь, 9–11 июня 2020) в 2 т. Пермь, Изд-во Перм. нац. ис-следов. политехн. ун-та, 2020. Т. 2. С. 93–99.Tokarev R.O., Shaposhnikov V.V., Chabanov E.A. [Methods for electric machine diagnostics]. In: [Proceedings of the All-Russian Research and Practice Conference Automated Control Systems and Information Technology]. Perm: Perm State University Publishing; 2020. Pp. 93-99. (in Russ.)Теория вероятностей / А.В. Печинкин, О.И. Тескин, Г.М. Цветкова и др.; под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 456 с.Pechinkin A.V., Teskin O.I., Tsvetkova G.M. et al. Zarubin V.S., Krishchenko A.P., editors. [Probability theory]. Moscow: Bauman MSTU Publishing; 2004. (in Russ.)Глебович С.А. Управление отказоустойчивостью при оценке технического состояния компенсаторов трубопровода // Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. № 10. С. 58–63.Glebovich S.A. [Managing failure tolerance as part of evaluation of the technical condition of pipeline compensators]. Izvestiya TulGU: Teknicheskie nauki 2015;7(1):134- 139. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.