Н. М. Иванова

Моделирование надежности привязного мультикоптера как восстанавливаемой циклической последовательной системы k-из-n

В работе представлена математическая модель для анализа надежности привязного беспилотного летательного аппарата, структурная схема отказов двигателей которого описывается циклической последовательной системой k-из-n: F (Cir/Con/k/n: F). Особенностью модели является учет отказов соседних двигателей: отказ мультикоптера наступает при возникновении кластера из k последовательно отказавших двигателей. Для описания времени восстановления используется произвольное распределение. С помощью метода введения дополнительных переменных строится двумерный марковский процесс, на основе которого выводятся интегро-дифференциальные уравнения Колмогорова. Решение системы позволяет вычислить функцию надежности и среднее время до отказа системы. Практическая апробация модели выполнена на примере гексакоптера, проведен анализ чувствительности показателей надежности к форме распределения времени восстановления. Полученные результаты демонстрируют, что сокращение времени охлаждения существенно повышает надежность системы, а в условиях высокой готовности компонентов показатели слабо чувствительны к форме распределения времени восстановления. Разработанная модель является инструментом для проектирования отказоустойчивых систем и планирования технического обслуживания привязных БПЛА.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: циклическая последовательная система k-из-n, Cir/Con/k/n, надежность, произвольно распределенное время восстановления, метод дополнительных переменных, функция надежности, среднее время до отказа, чувствительность