《无人机控制和导航系统故障分析与备件优化》
本文是有关故障分析硕士学位毕业论文范文和无人机和故障分析和导航系统方面本科论文怎么写.
[摘 要]为了增强我国的国防力量,近年来,许多装甲设备被研制,无人机作为重要的战斗设备,发挥着重要的作用.研究人员为了更好的操控无人机,必须要设计无人机地面控制站与导航系统,在这个过程,为了保证控制的准确性,必须要解决无人机控制与导航系统故障,对其进行分析,并对备件进行优化.本文就无人机控制与导航系统故障分析及备件优化进行探讨,在分析无人机控制与导航系统故障和介绍其故障分析法的基础上,提出了备件优化措施,以供参考.
[关键词]无人机控制；导航系统；故障分析；备件优化
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0205-01
无人机在战斗中,可以对战场进行全面的侦察,执行巡视、炮火校射、激光制导等多种任务,是非常重要的战斗装备,对保护国家安全有着重要意义.为此,各国在无人机研究中取得了很大的进展.但是,在无人机的使用中,有时无人机控制与导航系统会发生故障,对整个局面错误分析.为了减少故障率,相关人员必须要加大对无人机的检查和保修力度,优化无人机备件,才能在最大程度上保证无人机的安全使用.
1无人机控制与导航系统基本构成部分和故障分析
1.1无人机控制与导航系统基本构成部分
为了使無人机可以更好的执行任务,掌控和管理飞机的飞行状态,必须要研制无人机控制与导航系统,通过这个系统,收集无人机的飞行数据,控制无人机的运行.为此,无人机控制与导航系统是由地面设备和机载设备组成的.其中,机载设备包括飞控机、机载测量设备、舵机、机载供电设备和机载电缆.地面设备包括控制设备（含主控站和机动站）以及地面电源设备.
1.2 无人机的控制与导航系统的故障分析方法
1.2.1故障建模与概率量化法
在无人机的组成部分中,地面设备包括主控站和机动站.为此,只有当两者同时发生故障时,整个地面设备才会发生故障,导致无人机发生故障.但是,在无人机的机载设备中,一旦记载设备的GPS天线和相关设备发生故障,则会导致整个机载设备发生故障.这主要是由于在机载设备的设计中,各个部分十分关键,都发挥着重要作用,各个设备的状态是互相影响的,尤其是机载电源和供电设备.因为在这两个设备中,它们是一个整体,无人机的各个部件都需要供电,一旦它们当中一个发生故障,则会导致无人机整个控制与导航系统出现故障.因此,以“控制与导航系统故障”作为顶事件,可得如图1所示的故障树.
2对无人机控制与导航系统航材备件进行优化的有效措施
2.1对无人机的易损件备件数量进行优化
在无人机的控制与导航系统中,主要容易损坏的部件是空速管、航机、夜航灯、GPS天线、车外操纵器、各类接插件,具体如表2所示.一旦这些易损坏的部件发生故障,将会使无人机的控制与导航系统产生重大故障,在这个维修过程中,会产生一大笔维修成本.
现在假定 1 个机组共有 10 架飞机,单架飞机 100个飞行小时.需要指出的是,这些成本并不是真实的成本,只是为了演示方便而设定的.假定必须保证控制与导航系统的可靠性水平R0≥0.9,则可得到控制与导航系统的主要部件航材备件数量优化模型如下：
∑KiPi→min（i等于1,2,..,6）
St.∏（Ki/Ni）（i等于1,2,..,6）
0<=Ki<=Ni
利用Matlab可求得最优的配置方案,如表 2 的第 4 列所示.在这一配置方案下,备件的总成本为44 万元,控制与导航系统的可靠性水平为 0.9,可以满足可靠性水平的要求.
2.2建立航材备件优化模型,合理确定易损件的备件数量
在无人机的航材备件中,按照航材备件的使用特点,一般分为消耗件和周转件（即可维修单元）,相关人员可以根据无人机的飞行时间和航材的特性确定例行维修中备件优化指标,设置其需求量是一个确定值.但是,在非例行维修消耗件和周转件中,备件优化需求量是一个变量.但是,如何确定备件优化需求量呢?如果将备件数量设置的过多,需要优化的备件数量就越多,一些没必要维修的备件数量也会增加,这样会增加备件维修费用,不利于无人机的长远发展.但是,如果备件数量过少将会使得一些本该维修的备件来不及优化,存在一些安全隐患,导致无人机无法按时出动,甚至贻误战机.
为此,为了保证航材备件的质量,必须要建立航材备件优化模型,科学分析备件情况,科学确定无人机的备件数量,及时的修理易损备件,实现备件的最优组合.在航材备件优化模型中,必须要将无人机及其相应的备件作为一个系统,既要以一定的可靠度保证飞行训练的正常进行,同时又要实现占用费用和维护工作量的最小化,即在任务可靠性水平的约束下,实现最小费用问题.
具体的航材备件优化模型如下式：
∑KiPi→min（i等于1,2,..,n）
St.f（k）>Ro
其中 K等于{k1,k2,等,kN},ki表示第 i 种备件的数量,Pi表示第 i 种备件的成本（含采购成本和存储成本）,f（K）表示任务的总体可靠性.
f（K）等于∏R（Ki）
其中,R（ki）表示备件 i 的保障率,保障率的计算公式为
R（ki）等于备件的库存量/备件的需求量*100%
但是该模型有 2 个假设前提： 1） “修复如新”假设,备件一旦安装成功,则系统可靠性恢复到原有的水平,即系统可靠性水平只取决于部件的失效率和备件数量； 2） 不会存在 2 个或 2 个以上的部件同时发生故障的现象.
总而言之,近年来,随着科技的发展,未来国家的实力取决于科技发展程度.而无人机作为科技发展过程中的重要装备,其在国防中发挥着重要的作用.为了保证无人机控制与导航系统的安全,必须要科学的分析其故障发生的原因,加大维修力度,并建立科学的分析模型度航材备件进行优化,确定航材备件的优化数量,才能减少故障发生率,保证无人机的安全行驶和工作.
参考文献：
[1]王古常, 吴一波. 无人机控制与导航系统故障分析及备件优化[J].兵工自动化, 2015（1）.
[2]夏秀峰, 董彦军.基于改进马尔科夫模型的航空备件需求预测[J].兵工自动化, 2013, 32（11）.
[3]段亮弟, 陈众, 赵玉辉. 无人机地面控制系统抢修备件携行量模型分析[J]. 舰船电子工程, 2010, 30（9）.
此文总结，这篇文章为关于对不知道怎么写无人机和故障分析和导航系统论文范文课题研究的大学硕士、故障分析本科毕业论文故障分析论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料.
故障分析引用文献:
[1] 计算机故障与维修论文题目推荐 计算机故障与维修论文题目哪个好
[2] 计算机故障类论文选题 计算机故障论文题目选什么比较好
[3] 计算机软件故障专业论文选题 计算机软件故障论文题目哪个好
