Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Методика повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете при возникновении отказа в бортовой контрольно-проверочной аппаратуре


https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-1-30-35

Полный текст:


Аннотация

Целью данной статьи является разработка методики повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата (СУ БЛА) при электромагнитном воздействии в полете и возникновении отказа в функциональной части бортовой контрольно-проверочной аппаратуры (БКПА). Эта цель достигается определением отказавшего функционального элемента, идентификацией функциональной части БКПА, возможности выполнения конечных целевых задач (конечной целевой задачи) СУ БЛА и принятием решения на включение гибкого алгоритма работы. В существующих и в разрабатываемых перспективных образцах СУ БЛА принимаются бинарные модели ее безотказности, т.е. различают два состояния: работоспособное и неработоспособное. Поэтому любой возникший отказ на траектории полета классифицируется как отказ всей СУ БЛА, без учета выполняемых на данном этапе задач. Если исходить из представления СУ как многофункциональной системы, то становится очевидным тот факт, что отказ не любого функционального элемента СУ БЛА ведет к прекращению полета. 

Методы. При решении поставленной задачи использовалась диагностическая модель СУ, представленная виде бинарных отношений управляющих воздействий и комбинаторных подмножеств функциональных элементов, методика определения риска потерь в решении задач повышения надежности функционирования СУ БЛА в полете, теория принятия решений и комбинированного метода ветвей и границ. В качестве критерия эффективности используется вероятность выполнения задачи. Данный критерий применим в том случае, когда изменение характеристик СУ БЛА приводит не к полному, а к частичному снижению эффективности его функционирования. 

Результаты. Целью самоконтроля БКПА является локализация отказа с глубиной, позволяющей определить возможность выполнения ею основных операций с вероятностью не ниже требуемой, которая определяется заказчиком, и допустимый состав элементарных проверок (ЭП) в этом случае. По текущим результатам проведения элементарных самопроверок (ЭС) может приниматься решение из следующего множества решений: прекратить проверки и забраковать БКПА; продолжить локализацию; прекратить локализацию отказа и продолжить выполнение СУ БЛА программы полета по измененному алгоритму. На каждом шаге локализации отказа в БКПА по результатам проведения ЭС проводится анализ области покрывающей проверки (ОПП) и подозреваемой на отказ области элементов (ПОЭ), в том числе проверка ОПП на достаточность покрытия ПОЭ, на основании которого принимаются соответствующие решения. В этом случае образуются области: область наблюдаемых данных (процессы изменения областей ОПП, ПОЭ), при попадании в которую принимаются решения продолжать проверки, и область, при попадании в которую принимаются заключительные решения прекратить проверки. Принятие решений на продолжение локализации отказа приводит к выбору очередной ЭС, что сопровождается рисками потерь. В качестве риска потерь принимается вероятность ложного забракования БКПА по выбираемым ЭС из ОПП. Момент прекращения проведения самоконтроля БКПА зависит не только от совокупности решений, но и от последовательности их выполнения. Таким образом, рассматриваемая задача сводится к построению оптимальной стратегии проведения ЭС, минимизирующей вероятность ложного забракования. Идея комбинированного метода ветвей и границ (МВГ) при построении оптимального алгоритма самоконтроля БКПА состоит в последовательном выборе на каждом шаге процесса реализации ЭС из подмножества проверок по минимальному риску очередной ЭС, до получения одноэлементного подмножества и (или) принятия соответствующего решения. 

Выводы. Разработанная методика позволяет продолжить выполнение конечных целевых задач (конечной целевой задачи) СУ БЛА в полете при возникновении отказов в БКПА.


Об авторах

Д. B. Морозов
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ
Россия

Денис В. Морозов – аспирант, Институт компьютерных технологий и защиты информации 

Казань



С. Ф. Чермошенцев
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ
Россия

Сергей Ф. Чермошенцев – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Систем автоматизированного проектирования (САПР), Институт компьютерных технологий и защиты информации

Казань



Список литературы

1. Чермошенцев, С.Ф. Информационные технологии электромагнитной совместимости электронных средств [Текст] / С.Ф. Чермошенцев. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2000. – 152 с.

2. Морозов, Д.В. Электромагнитная совместимость электронных систем беспилотных летательных аппаратов при воздействии электромагнитных волн [Текст] / Д.В. Морозов // Современные инновации в науке и технике: сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции (17 апреля 2014 года) / редкол.: Горохов А.А. (отв. Ред.); В 4-х томах, Том 3., Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2014. – С. 124–127.

3. Кирпичников, А.П. Особенности современной микроэлектроники и вопросы построения систем управления высокой надежности и безопасности [Текст] / А.П. Кирпичников, С.Н. Васильев // Надежность. – 2017. – Т.17, № 3. – С. 10–16.

4. ГОСТ 19919-74. Контроль автоматизированный технического состояния изделий авиационной техники. Термины и определения [Текст]. – Переиздат. Февраль, 1975. – 14 с.

5. Пашковский, Г.С. Задачи оптимального обнаружения и поиска отказов в РЭА [Текст] / Г.С. Пашковский: под ред. И.А. Ушакова. – М.: Радио и связь, 1981. – 280 с.

6. Шубинский, И.Б. Функциональная надежность информационных систем: Методы анализа [Текст] / И.Б. Шубинский. – М.: «Журнал Надежность», 2012. – 296 с.

7. Морозов, Д.В. Повышение надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете [Текст] // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2017. – №3(89). – С. 112–118.

8. Черкесов, Г.Н., Недосекин, А.О., Виноградов, В.В. Анализ функциональной живучести структурносложных технических систем [Текст] / Г.Н. Черкесов, А.О. Недосекин, В.В. Виноградов // Надежность. – 2018. – Т.18, № 2. –С.17–24. DOI: 10.21683/1729-2646-201818-2-17-24

9. Морозов, Д.В. Модель локализации отказов в аппаратуре системы управления беспилотного летательного аппарата при использовании гибкого алгоритма функционирования в полете [Текст] / Д.В. Морозов, С.Ф. Чермошенцев. // Труды МАИ. – 2018. – № 99. – URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91997

10. Морозов, Д.В. Бинарная иерархическая модель системы управления беспилотного летательного аппарата [Текст] / Д.В. Морозов // Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами: тезисы докладов IV Всероссийской научно-технической конференции. (Москва, 31 октября – 2 ноября 2017 г.) – М.: МОКБ «Марс», 2017. – С. 132–133.

11. Морозов, Д.В. Методика определения потерь в решении задач повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете [Текст] / Д.В. Морозов // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». – Пенза: ПГУ, 2018. – Т. 1. – С. 139–144.

12. Маковеев, О.Л. Оценка параметров безопасности и безотказности систем контроля и управления [Текст] / О.Л. Маковеев, С.Ю. Костюнин // Надежность. – 2017. – Т.17, № 1. – С. 46–52.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Морозов Д.B., Чермошенцев С.Ф. Методика повышения надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете при возникновении отказа в бортовой контрольно-проверочной аппаратуре. Надежность. 2019;19(1):30-35. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-1-30-35

For citation: Morozov D.V., Chermoshentsev, S.F. Method of improving the functional dependability of the control systems of an unmanned aerial vehicle in flight in case of failure in the onboard test instrumentation. Dependability. 2019;19(1):30-35. (In Russ.) https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-1-30-35

Просмотров: 53

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-2646 (Print)
ISSN 2500-3909 (Online)