نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده علوم و فنون هوایی، دانشگاه شهید ستاری، تهران، ایران

2 استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات، فناوری، تهران، ایران

3 کارشناسی‌ارشد، دانشکده علوم و فنون هوایی، دانشگاه شهید ستاری، تهران، ایران

چکیده

به طور کلی روش‌های تحلیلی مختلفی برای ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم‌های قابل‌تعمیر و غیرقابل‌تعمیر و به طور خاص پیش‌بینی وجود دارد. پیش‌بینی قابلیت اطمینان یکی از رایج‌ترین شکلهای تحلیل قابلیت اطمینان است که برای تخمین و پیش‌بینی نرخ وقوع خرابی، قابلیت اطمینان، آمادگی و میانگین زمان- تا- وقوع خرابی قطعات و سیستم مورد استفاده قرار میگیرد. مارکوف روشی برای مدل‌سازی رفتار اتفاقی سیستم‌هایی است که به طور پیوسته یا ناپیوسته نسبت به زمان و یا در فضای حالت در تغییر هستند. این پیشبینیها در ارزیابی امکان‌سنجی طراحی، مقایسه طرح‌های جایگزین، شناسایی مناطق وقوع خرابی احتمالی، مصالحات بین عوامل طراحی سیستم و ردیابی بهبود قابلیت اطمینان کاربرد دارند. در این مقاله تلاش شد‌ه‌است با استفاده از روش مارکوف و به منظور قابل پیش‌بینی نمودن شاخص‌های ارزیابی قابلیت اطمینان در سیستم هواپیماهای بدون سرنشین (پهپاد)، مدلی بر مبنای نرخ ثابت خرابی و تعمیرات، ارائه گردد؛ همچنین روابط استخراج شده در این مقاله دارای قابلیت تعمیم‌دهی به انواع هواپیماهای بدون سرنشین می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling Reliability of UAV by Markov Method

نویسندگان [English]

  • Jalal Raee 1
  • Mohammad Nadjafi 2
  • Mahmood Falahat nia 3

1 Assistant Professor, Shahid Sattari Aviation Science and Technology University, Tehran, Iran

2 Assistant Professor, Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran

3 M.Sc., Shahid Sattari Aviation Science and Technology University, Tehran, Iran

چکیده [English]

In general, there are various analytical methods to evaluate the reliability of repairable and non-repairable systems, and in particular prediction. Reliability prediction is one of the most common forms of reliability analysis that is used to estimate and predict failure rate, reliability, availability, and mean time-to-failure of components and the whole system. Markov is a method for modeling the stochastic behavior of systems that are continuously or continuously changing over time or in space. These predictions are used to evaluate design feasibility, compare alternative designs, identify potential failure areas, compromise system design factors, and detection/ Tracing reliability improvements. In this paper, in order to predict the reliability assessment indices in the UAVs and based on the Markov analysis method, a model based on the fixed failure and repair rates has been proposed; The derived and proposed relations in this study have the ability to generalize to other types of drone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Markov Modeling
  • Reliability Indices Prediction
  • Fixed Failure/Repair Rate
  • UAV
[1]     S. B. Johnson et al., System health management: with aerospace applications. John Wiley & Sons, 2011.
[2]     B. Dhillon, A. Fashandi, and K. Liu, "Robot systems reliability and safety: A review," Journal of quality in maintenance engineering, vol. 8, no. 3, pp. 170-212, 2002.
[3]     B. Vesely, "Fault tree analysis (FTA): Concepts and applications," NASA HQ, 2002.
[4]     B. S. Dhillon, Reliability, quality, and safety for engineers. CRC Press, 2004.
[5]     R. Billinton and R. N. Allan, Reliability evaluation of engineering systems. Springer, 1992.
[6]     C. Singh and R. Billinton, System reliability, modelling and evaluation. Hutchinson London, 1977.
[7]     M. Stamatelatos, W. Vesely, J. Dugan, J. Fragola, J. Minarick, and J. Railsback, "Fault tree handbook with aerospace applications," 2002.
[8]     J. G. Leishman and A. Bagai, "Challenges in understanding the vortex dynamics of helicopter rotor wakes," AIAA journal, vol. 36, no. 7, pp. 1130-1140, 1998.
[9]     L. Xing and S. V. Amari, "Fault tree analysis," in Handbook of performability engineering: Springer, 2008, pp. 595-620.
[10]   P. Pukite and J. Pukite, Markov modeling for reliability analysis. Wiley-IEEE Press, 1998.
[11]   G. Barakos, T. Fitzgibbon, A. Kusyumov, S. Kusyumov, and S. Mikhailov, "CFD simulation of helicopter rotor flow based on unsteady actuator disk model," Chinese Journal of Aeronautics, vol. 33, no. 9, pp. 2313-2328, 2020.
[12]   R. E. Brown, S. Gupta, R. D. Christie, S. S. Venkata, and R. Fletcher, "Distribution system reliability assessment using hierarchical Markov modeling," IEEE Transactions on power Delivery, vol. 11, no. 4, pp. 1929-1934, 1996.
[13]   B. S. Dhillon, Human reliability and error in transportation systems. Springer Science & Business Media, 2007.
[14]   R. J. Patton, P. M. Frank, and R. N. Clark, Issues of fault diagnosis for dynamic systems. Springer Science & Business Media, 2013.
[15]   J. Kahle and F. Collani, Advances in Stochastic Models for Reliablity, Quality and Safety. Springer Science & Business Media, 2012.
[16]   M. Nadjafi, M. A. Farsi, and H. Jabbari Khamnei, "Dynamic fault tree analysis using fuzzy LU bounds failure distributions," Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, vol. 33, no. 6, pp. 3275-3286, 2017.
[17]   R. G. Rajagopalan and S. R. Mathur, "Three dimensional analysis of a rotor in forward flight," Journal of the American Helicopter Society, vol. 38, no. 3, pp. 14-25, 1993.
[18]   R. Schaefer, "Unmanned aerial vehicle reliability study," Office of the Secretary of Defense, Washington, DC, 2003.
[19]   M. Lawrence, "Lemis: Probabilistic Models and Statistical Methods," ed: Prentice-Hall, Englwood Cliffs, 1995.
[20]   S. Stanley, "Mtbf, mttr, mttf & fit explanation of terms," IMC Networks, pp. 1-6, 2011.