Вопросы оптимизации алгоритмов проверки летательных аппаратов

Одним из наиболее важных вопросов при подготовке летательных аппаратов (ЛА) к пуску является проверка их технического состояния. Для летательных аппаратов однократного использова-ния эффективность предполетной проверки имеет особое значение.

Проверка ЛА заключается в проведении ряда тестов, каждый из которых входит в состав кон-троля исправности определенной подсистемы. Большинство контролируемых параметров жестко определены технической документацией и про-граммами проверки. Явным исключением является порядок проведения этапов проверки.

При оптимизации алгоритмов контроля необ-:

‒ определение следования тестов на основе данных о вероятности отказа проверяемой подсис-темы ;

‒ порядок следования тестов с учетом базы данных об отказах;

‒ введение одновременной проверки несколь-ких подсистем .

Определение следования тестов на основе данных о вероятности отказа проверяемой подсистемы

Оптимизация алгоритмов контроля может решаться путем изменения порядка следования тестов. Алгоритм, формирующий очередность следования тестов, учитывает вероятность отказа подсистемы. Значения вероятностей отказа берут-ся из технической документации. При этом число вариантов перестановок тестов можно определить соотношением

M N !,                                (1)

где N ‒ число тестов.

В некоторых случаях существует ряд тестов,С которых нельзя начинать проверку. Поэтому число вариантов перестановок в этих случаях

M N ! n [ N 1]!,                          (2)

где n ‒ число тестов, с которых невозможно начи-нать проверку .

Поэтому в программе проверки необходимо ввести индекс, указывающий на невозможность начала проверки с какого-либо теста. Любая про-верка проводится либо до обнаружения отказа с указанием неисправной подсистемы, либо до окон-чания времени, предусмотренного для проведения всех тестов. В последнем случае объект исправен. В некоторых случаях при возникновении отказа проверка может быть продолжена либо остановлена в зависимости от того, не ставит ли выявленный отказ под угрозу работоспособность других блоков и узлов, а также не приведет ли дальнейшая про-верка изделия к возникновению новых отказов в отказавшем блоке. Например, вне допуска находят-ся напряжения вторичного источника питания, дальнейшая проверка недопустима, так как это мо -жет привести к выходу из строя других частей блока.

Необходимо также учитывать влияние отказа на дальнейшие измерения. У каждого параметра необходимо ввести индекс, характеризующий воз-можность дальнейшей проверки и влияния отказа на дальнейшие проверки.

Вопросы оптимизации алгоритмов проверки летательных аппаратов

Вероятность того, что подсистема отказала на временном интервале 0^ т < т0, будет опреде-

:

p _r (т0) 1 q r (т0),                                 (3)

где r ‒ номер подсистемы;т0 ‒ время, необходимое на всю проверку; q _r (т₀) ‒ безотказность за время т0.

Среднее время обнаружения неисправности

:

MR   RM

^1        v _j I p _r ъ 1( j ) ( r )        p _r I v _j* ₁ ^{( j )}( r ) , (4)

j 1 r 1                       r 1 j 1

где j ‒ порядок тестирования;т₁^{( j )} ( r ) ‒ время об-наружения отказа в r -м блоке, если избран j -й порядок тестирования; v j ‒ вероятность выбора j -го порядка тестирования.

Подчеркнем, что число блоков и число поряд-ков не совпадают. Число блоков определено схе-мой и конструкцией объекта, а число порядков тестирования числом необходимых тестов для ох-вата всего множества предполагаемых отказов. Оно может быть как меньше, так и больше числа блоков. Учитывается также возможность пара л-лельных тестов.

Порядок следования тестов с учетом базы данных об отказах

Проверка серийных изделий должна произво-диться с учётом накопленного опыта. Необходимо вести базу данных, в которой содержатся все отка-зы изделий с учётом последующих доработок,а также с учётом времени хранения.

В перепрограммируемом постоянном запоми-нающем устройстве (ПЗУ) управляющей ЭВМ хранится специальная тест-программа, которая обеспечивает последовательное тестирование всех функциональных узлов блока. Порядок следования тестов загружается в перепрограммируемое ПЗУ с учетом данных об отказах. Данная операция может выполняться при регламентных проверках с по-мощью контрольно-проверочной аппаратуры.

Таким образом, последовательность проверки осуществляется так, чтобы по возможности начать с проверки параметров, по которым ранее наибо -лее часто возникали отказы.

На рис . 1 приведена процедура тестирования. Блок 1 проверяется тестами с 1 по 5. Блок 2 ‒с6 по 10. Серым цветом обозначены тесты, на кото-рых был получен отказ. Если тест 3 фиксирует отказ и существует угроза работоспособности дру-гих узлов изделия, то на этом процедура проверки завершается . При обнаружении отказа и отсутст-вии угрозы работоспособности других узлов изде-лия тестирование продолжается до теста 6 вклю-чительно . Затем вновь принимается решение о возможности продолжения проверки.

Данный подход возможно применять и при встроенном самоконтроле блоков. Для организа-ции встроенного самоконтроля в схемы блоков вводятся дополнительные средства, осуществ-ляющие тестирование основных узлов блока. Встроенный самоконтроль особенно удобен для организации контроля и диагностики изделий в условиях эксплуатации, но он может оказаться полезным и в производственных условиях.

Введение одновременной проверки нескольких подсистем

Параллельная проверка блоков стала возмож-на благодаря применению управляющих ЭВМ, входящих в состав каждого блока. Использование параллельной проверки блоков изделия позволяет существенно уменьшить время, затрачиваемое на проверку . Причём чем больше количество блоков, одновременно участвующих в проверке, тем меньше будет затрачиваемое время на проверку всего изделия. Фактически время, необходимое для проверки изделия в параллельном режиме, составит время, необходимое для проверки блока, Задающегося в самой длительной проверке.

На рис. 2 приведена процедура тестирования. Здесь каждый блок имеет свой набор тестов, поря-док тестирования для каждого блока выбирается из набора тестов, имеющихся в каждом блоке .

тест 1	тест 6	тест 11	тест r -4
тест 2	тест 7	тест 12	тест r -3
тест 3	тест 8	тест 13	тест r -2
тест 4	тест 9	тест 14	тест r -1
тест 5	тест 10		тест r

Рис. 1. Процедура тестирования изделия

тест 1.1	тест 2.1	тест 3.1	тест r .1
тест 1.2	тест 2.2	тест 3.2	тест r .2
тест 1.3	тест 2.3	тест 3.3	тест r .3
тест 1.4	тест 2.4	тест 3.4	тест r .4
тест 1.5	тест 2.5	тест 3.5	тест r .5

Рис. 2. Процедура тестирования при встроенном самоконтроле изделия

A.И.

Для летательных аппаратов однократного действия введение параллельной проверки блоков очень важно , так как используемая аппаратура имеет ограниченный ресурс и, как правило , малое время непрерывной работы из-за перегрева. Эго приводит к необходимости делать длительные пе-рерывы для охлаждения. Ограниченный ресурс нередко приводит к тому, что блок нуждается в продлении сроков или даже замене из-за превы-шения лимита времени на проверку, вызванную повторной проверкой по причине отказов других блоков, входящих в состав летательного аппарата.

Таким образом, решение вопросов оптимиза-:

• ‒    уменьшить время на проведение проверки из-делия за счёт использования параллельной проверки;

• ‒    уменьшить время до обнаружения отказа, при его возникновении;

• ‒    увеличить ресурс блоков и отдельных узлов изделия.