Модель локализации отказов в аппаратуре системы управления беспилотного летательного аппарата при использовании гибкого алгоритма функционирования в полете

Авторы

Морозов Д. В.^*, Чермошенцев С. Ф.^**

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: i_am_morozov@mail.ru
**e-mail: sapr@kai.ru

Аннотация

Разработана модель процесса локализации отказа бортовой контрольно-проверочной аппаратуры системы управления беспилотного летательного аппарата, при ее самоконтроле. Модель представлена в форме графа. Граф является политохомическим деревом решений. Получены выражения для вероятности ложного забракования, вероятности ложного пропуска отказа в бортовой контрольно-проверочной аппаратуре, позволяющие решить задачу определения оптимальной глубины локализации отказов, с учетом пересечения элементарных самопроверок и применить гибкий алгоритм функционирования к системе управления беспилотного летательного аппарата в полете, для выполнения конечной задачи целевого применения. Полученные в общем виде аналитические выражения для соответствующих решений учитывают состояния функциональных составляющих: бортовая контрольно-проверочная аппаратура, системы самоконтроля, подозреваемой на отказ область элементов, контролируемую область элементов, а также процесс изменения контролируемой области элементов.

Ключевые слова

контролируемая область элементов, подозреваемая на отказ область элементов, самоконтроль, вероятность ложного забракования, вероятность ложного пропуска отказа, комбинаторные подмножества элементов, элементарная операция, система управления, беспилотный летательный аппарат

Библиографический список

1. Аменитский М.В. Анализ потенциальных угроз системы управления беспилотных летательных аппаратов средних и тяжелых классов // Труды МАИ. 2017. № 94. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=81066

2. Hayes R., Mumm E., Gotthelf K. Electrical noise performance of gold-on-gold slip rings // 43th Aerospace Mechanisms Symposium, Santa Clara, California, USA. May 4-6, 2016. С. 345 – 357.

3. Hamid Alturbeh. Collusion avoidance systems for UAS operating in civil airspace, PhD Thesis, Cranfield University, School of Engineering, 2014, 210 p.

4. Podins K., Stinissen J., Maybaum M., et al. The Vulnerability of UAVs to Cyber Attacks – An Approach to the Risk Assessment // 5th International Conference on Cyber Conflict, NATO CCD COE Publications, Tallinn, 2013, 515 p.

5. Kuznetsov V. and Kechiev L. Charged board model ESD simulation for PCB mounted MOS transistors // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2015, vol. 57, no. 5, pp. 947 – 954.

6. Chemoshencev S.F., Gaynutdinov R.R. Modeling the external electromagnetic influences on the complex electronic equipment // Proceedings of the XVIII International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM), May 19–21, 2015, Saint-Petersburg, Russia, pp. 90 – 92.

7. Global positioning systems directorate systems engineering & integration. Interface specification IS-GPS-200, 2013, 213 p.

8. MD-88/90 Operations Manual Volume 2. Copyright 2014 Delta Air Lines, Inc. 744 p.

9. Кириллов В.Ю., Марченко М.В., Томилин М.М. Электромагнитная совместимость бортовой кабельной сети летательных аппаратов. – М.: Изд-во МАИ, 2014. – 172 с.

10. Gaynutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Study of lightning strike impact on unmanned aerial vehicle // 17th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM-2016), Erlagol, 2016, pp. 428 – 432.

11. Gaynutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Immunity research of the electronic systems elements at the influence of intentional ultrashort electromagnetic pulses // 17th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM-2016), Erlagol, 2016, pp. 214 – 218.

12. Кириллов В.Ю. Электромагнитная совместимость элементов и устройств бортовых систем летательных аппаратов при воздействии электростатических разрядов: Дисс. ... докт. техн. наук: – М., МАИ, 2002. 293 с.

13. Кириллов Ю.В. Электромагнитная совместимость летательных аппаратов. – М.: Изд-во МАИ, 2012. – 164 с.

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

15. Контроль автоматизированный технического состояния изделий авиационной техники. Термины и определения. ГОСТ 19919-74. – М.: Издательство стандартов, 1975. –14 с.

16. Морозов Д.В. Бинарная иерархическая модель системы управления беспилотного летательного аппарата // IV научно-техническая конференция «Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами». Тезисы докладов. – М.: МОКБ «Марс», 2017. – С. 132 – 133.

17. Морозов Д.В. Повышение надежности функционирования системы управления беспилотного летательного аппарата в полете // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2017. № 3. С. 112 – 118.

18. Заведеев А.И., Ковалев А.Ю. Диагностика состояния и принципы повышения отказоустойчивости бортовой системы управления космического аппарата // Труды МАИ. 2012. № 54. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29688

19. Заведеев А.И. Построение системы управления ориентацией космического аппарата повышенной отказоустойчивости // Труды МАИ. 2012. № 54. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29687

20. Сапогов В.А., Анисимов К.С., Новожилов А.В. Отказобезопасная вычислительная система для комплексных систем управления полетом летательных аппаратов // Труды МАИ. 2011. № 45. URL: http://trudymai.ru/published.php? ID=25498&PAGEN_2=2

21. Avizienis A., et al. The STAR (Self-Testing-And-Repairing) computer: An investigation of the theory and practice of faulttolerant computer desing // IEEE Transactions Computers, 1971, vol. 20, no. 11, pp. 1312 – 1321.

22. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Высшая школа, 1999. – 576 c.

Скачать статью