Управление с высокой избыточностью (HRA) — это новый подход к отказоустойчивому управлению в области механического управления.
Основная идея состоит в том, чтобы использовать множество мелких исполнительных элементов, чтобы неисправность одного элемента оказывала лишь незначительное влияние на всю систему. Таким образом, привод с высоким резервированием может оставаться работоспособным даже после отказа нескольких элементов. Это свойство также называют изящной деградацией .
Для отказоустойчивой работы при неисправностях привода требуется некоторая форма резервирования. Приводы необходимы, потому что они используются для поддержания стабильности системы и приведения ее в желаемое состояние. И то, и другое требует приложения к системе определенного количества энергии или силы. Никакой подход к управлению не может работать, если исполнительные механизмы не создают необходимую силу.
Таким образом, обычное решение состоит в том, чтобы ошибиться в сторону безопасности из-за чрезмерного срабатывания: в систему встроено гораздо больше управляющих действий, чем это строго необходимо. Для критических систем обычный подход предполагает прямое копирование исполнительных механизмов. Часто три или четыре исполнительных механизма используются параллельно для систем управления полетом самолета, даже если одного было бы достаточно с точки зрения управления. Таким образом, если один привод выйдет из строя, оставшийся привод всегда сможет поддерживать работу системы. Хотя этот подход, безусловно, успешен, он также делает систему дорогой, тяжелой и неэффективной.
Идея срабатывания с высокой избыточностью (HRA) навеяна человеческой мускулатурой. Мышца состоит из множества отдельных мышечных клеток, каждая из которых вносит лишь незначительный вклад в силу и движение мышцы. Эти свойства позволяют мышце в целом быть очень устойчивой к повреждению отдельных клеток.
Цель срабатывания с высокой избыточностью состоит не в создании искусственных мускулов, а в использовании того же принципа взаимодействия в технических исполнительных механизмах для обеспечения внутренней отказоустойчивости. Для этого большое количество небольших исполнительных элементов собирается параллельно и последовательно, образуя один исполнительный механизм (см. Серийные и параллельные схемы ).