第七讲、安全测试与健康平台
智能无人系统属于典型的复杂系统,而“复杂系统”一般指规模较大、结构复杂、功能繁多、故障模态多样、外部环境未知多变的一类系统,其往往具有非线性、动态多变、规模大、层级多、去中心化等特性,如人体、各类载具系统、精密数控机床等机械或电气系统等等,都是复杂系统的典型代表。随着系统的复杂程度越来越高,发生故障的组件和概率都会越来越大,如何降低故障概率和减小故障后产生的后果,是系统健康和安全评估需要考虑的内容。
任何无人系统可以分为若干个组件(或子系统),其中包括电机、螺旋桨、陀螺仪等实体组件,也包含风、气压、障碍等虚拟组件。任何一个组件都可以认为包含三类模型:能耗模型、运动模型和故障模型。首先是运动模型负责描述组件的瞬态规律,其次是能耗模型用于描述组件的长态规律。运动模型和能耗模型共同描述了组件的正常的短期和长期运行规律,而故障模型则描述了组件因各种内外因素导致的偏离正常运行状态的规律。
机体故障可以按照子系统的拓扑分解和组建的类型归属分为动力系统故障、能源系统故障、传感器故障、机身结构故障、控制系统故障等。
无人系统的安全性定义与有人系统的安全定义是存在较大区别的,因此上文中重点介绍了无人系统安全性的定义与安全评估方法的扩展。而无人系统作为典型的复杂系统,其健康性的定义和有人系统的健康性的定义没有本质区别,只不过无人系统更为复杂,需要考虑的因素通常更多,且流程更为复杂。
RflySim工具链首先做离线评估、建立初步的故障模式与影响分析表格以及历史数据库;其次根据离线评估的输出,做实时的在线评估,一次飞行任务结束后,收集实时数据,将各子系统的健康指标、安全状态等,对故障模式与影响分析表格和历史数据库进行更新,如此反复迭代形成一个离线到在线的评估评估。
第六期: 安全测试与健康评估(上)
第六期: 安全测试与健康评估(中)
第六期: 安全测试与健康评估(下)