Устройство для определения вероятности отказов функционирования технической системы

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОТКАЗОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, содержащее блок умножелия, группу схем сравнения, блок источников постоянного напряжения и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем вычисления числа отказов в определенном временном интервале, оно дополнительно содержит датчик напряжения , пропорционального длительности эксплуатации, коммутатор, группу задатчиков гарантированной вероятности и датчик напряжения, пропорционального интенсивности отказов, выход которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу датчика напряження, пропорционального длительности эксплуатации, а выход - к входу коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующ11х блоков сравнения группы, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока источников постоян- . ного напряжения, а выходы - к входам соответств тощих задатчиков гарантированной вероятности, выходы которых соединены с соответствующими входами блока индикации. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что задат§ чик гарантированной вероятности содержит труппу элементов И, груп (Л пу аналого-цифровых преобразователей , группу дешифраторов, блок хранения постоянных коэффициентов, выходы которого соединены с первыми , входами соответствующих элементов И группы, вторые входы которых являются входом задатчика гарантированной вероятности, а выходы - с входами соответствующих аналого-цифровых преобразователей группы, выходы которых соединены с входами соответствующих дешифраторов группы, выходы которых являются выходами задатчика гарантированной вероятности.

ССНОЗ СОВЕТСйИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) С 06 G 7/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

-/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3608519/24-24 (22) 23.06.83 (46) 23.10.84. Бюл. К - 39 (72) Е.И, Бороденко, В.Д. Степанов, В.А. Краснобаев и В.Е. Назаренко (53) 68 1.333(988.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11- 752386, кл . G 06 Р 15./46, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 - 3437481/24, кл. G 06 Р 15/46, 1983. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОТКАЗОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕИЫ, содержащее блок умножения, группу схем сравнения, блок источников постоянного напряжения и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем вычисления числа отказов в определенном временном интервале, оно дополнительно содержит датчик напряжения, пропорционального длительности эксплуатации, коммутатор, группу задатчиков гарантированной вероятности и датчик напряжения, пропорционального интенсивности отказов, выход которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу датчика напряжения, пропорционального длительности эксплуатации, а выход — к входу коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения группы, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока источников постоян— ного напряжения, а выходы — к входам соответствующих задатчиков гарантированной вероятности, выходы которых соединены с соответствующими входами блока индикации.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что задатчик гарантированной вероятности содержит .группу элементов И, группу аналого-цифровых преобразователей, группу дешифраторов, блок хранения постоянных коэффициентов, выходы которого соединены с первьми, входа>аа соответствующих элементов И группы, вторые входы которых являются входом задатчика гарантированной вероятности, а выходы — с входами соответствующих аналого-цифровых преобразователей группы, выходы которых соединены с входами соответст". вующих дешифраторов группы, выходы которых являются выходами задатчика гарантированной вероятности.

1120358

Однако известное устройство не позволяет определить количество запасных блоков, обеспечивающих заданную гарантированную вероятность обеспечения работоспособного состояния на определенном интервале времени эксплуатации.

Цель изобретения — повышение точности путем вычисления числа отказов функционирования технической системы в определенном временном интервале.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок умножения, группу схем сравнения, блок источников постоянного напряжения и блок индикации, введены датчик напряжения, пропорционального длительности эксплуатации, коммутатор, группа задатчиков гарантированной вероятности, датчик напряжения, пропорционального интенсивности отказов, выход которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайньтх процессов, например, для определения достаточного количества за— пасных блоков, обеспечивающих работоспособное состояние технической системы с гарантированной вероятностью, Известен аналоговый оптимизатор 10 числа запасных блоков, содержащий блоки установки затрат, блок сумми— рования, переключатель, блок формирования приращения целевой функции, блоки умножения, блоки сравнения, блок формирования коэффициента простоя и реле времени (1j .

Недостаток устройства — низкие функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее задатчики вероятностей отказов, последовательно соединенные генераторы случайных уровней, блоки умножения, порого- 25 вые блоки, элементы И, другие входы которых подключены к выходам блока уПравления, первый и второй сумма-. торы, выход .которого соединен с входом блока отображения, и источник постояныого напряжения, подключенный к входам задатчиков вероятностей отказов (2) . ходу датчика напряжения, пропорционального длительности эксплуатации, а выход — к входу коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока источников постоянного напряжения, а выходы — с входами соответствующих задатчиков гарантированной вероятности, выходы которых соединены с соответствуюuqmz входами блока индикации.

Кроме того, задатчик гарантированной вероятности содержит группу элементов И, группу аналого-цифровых преобразователей, группу дешифраторов, блок хранения постоянных коэффициентов, выходы которого соединены с первыми входами соответст" вующих элементов И группы, вторые входы которых являются входом задатчика гарантированной вероятности, а выходы — с входами соответствующих аналого-цифровых преобразователей -группы, выходы которых соединены с входами соответствующих дешифраторов группы, выходы которых являются выходами задатчика гарантированной вероятности.

Для технической системы с известной длительностью эксплуатации Т и интенсивностью отказов определяется значение Т и отображается гарантированная вероятность обеспечения работоспособного состояния при наличии в ЗИПе одного, двух, ..., и блоков за время эксплуатации, равное Т (m задатчиков гарантированной вероятности и блок отображения) . !

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема задатчика гарантированной вероятности.

Устройство содержит датчик 1 напряжения, пропорционального интенсивности отказов, датчик 2 напряжения, пропорционального длительности эксплуатации, блок 3 умножения, коммутатор ч, группу схем 5 сравнения, блок 6 источников постоянного напряжения, группу дат..иков 7 гарантированной вероятности и блок 8 индикаций, Датчик 7 гарантированной вероятности содержит блок 9 хранения пос— тоянных коэффициентов, группу элементов И 10, группу аналого-цифро—

04 02 0

0,63 0,4 0

1 0,7

2 0,9

3 0,98 0,82 0,64 0

4 1

5 1

0,93 0,8 0,02

0,98 0,91 0,05

0,94 0,1 и 1

Устройство работает следующим образом.

В датчике 1 устанавливается напряжение, пропорциональное интенсивности отказов блока технической

3 1 вых преобразователей 11 и. группу дешифраторов 12 °

На х-м выходе блока 6 источников постоянного напряжения напряжение

U пропорционально значению g Т ( где 11 — интенсивность отказов, Т— длительность эксплуатации, Блок 8 индикации — матрица раз-: мерностью n ° m элементами которой являются цифровые индикаторы. Номер столбца j соответствует цифровому значению Д Т, а номер строки соответствует количеству запасных блоков. На пересечении i-й строки и j-го столбца отображается значение гарантированной вероятности.

На первом выходе первого блока 9 хранения постоянных коэффициентов напряжение пропорционально гарантированной вероятности (Р1 ) при Т = 1 и одном запасном блоке Z = 1, на втором выходе этого блока напряжение пропорционально Р при Т = 1 и двух запасных блоках Z

= 2 и т.д. Конкретные напряжения, снимаемые с выходов всех блоков 9. хранения постоянных коэффициентов, пропорциональны цифрам, приведенным в таблице.

120368

55 системы, для которого определяется гарантированное количество запасных блоков. В датчике 2 устанавливается напряжение, пропорциональное времени эксплуатации технической системы с гарантированной вероятностью. На i — м выходе блока 6 напряжение пропорционально значению > Т =i — 1, ш. Как правило, для инженер -, ной практики ограничиваются значениями g Т 10. На выходах блоков 9 хранения постоянных коэффициентов напряжения U и 71Т пропорциональны гарантированной вероятности при определенных значениях Т для различного количества запасных блоков

Е от 1 до пь

Значения гарантированных вероятностей приведены в таблице.»

С помощью коммутатора 4 осуществ- ляется поочередное подключение выхода блока 3 умножения к входам схем

5 сравнения. Порядок подключения схем сравнения определяется значениями величин напряжений, подаваемых на вход схем сравнения от блока 6. Подключение начинается со схемы сравнения с наибольшим номером, т.е. 5m, у которой на втором входе напряжение наибольшее, затем подключается схема 5,„1, и т.д. до тех пор пока напряжение на первом входе i-й схемы сравнения не превысит напряжения на втором входе. В этом случае на выходе схемы сравнения появляется потенциал логической единицы, которая подается на управляющие входы элементов И 10 i-rо задатчика гарантированной вероятности, и напряжение с выхода блока 9 хранения ггостоянных коэффициентов, пропорцио-. нально значениям гарантированной вероятности для случая ЯТ = 1 и Z = 1, и, поступает на аналогоцифровые преобразователи 11. С выходов аналого-цифровых преобразователей код поступает-на входы дешифраторов, где дешифрируется и поступает на цифровые индикаторы

i — ro столбца матрицы блока 8 индикации, где и происходит отображение гарантированной вероятности обеспечения работоспособного состояния при наличии одного, двух, ..., и запасных блоков для случая $ Т

Пример . Техническая система состоит из трех блоков с интенсивностями отказов Х„= 10 1ч

1120368

2 )0 4 ч-1 Ag= З,t0 ч"

n °

Требуется определить количество запасных блоков каждого типа для обеспечения гарантированной вероятности Р > 0,9 за время эксплуатации

Гf

Т = 104ч.

Тогда „Т = 1, следовательно на блоке индикации высветятся цифровые значения первого столбца таблицы, и для достижения Р > 0,9 достаточно иметь два запасных блока.

При Ф .Т = 2 на блоке индика2 ции высветится второй столбец таблицы 1 и для Р . ъ 0,9 достаточно 2

7 = 4 При, Т = 3 на блоке 2 дикации высветится третий столбец таблицы, и для Р > 0,9 необходимо

5 Z 5. ехническое преимущество изобретения заключается в возможности определения гарантированной вероятности работоспособного состояния на заданном интервале времени при наличии в ЗИПе одного, двух, ... n запасных блоков.

1120368 1+ m

Составитель И. Дубинина

Редактор О. Юрковецкая Техред N.Tenep Корректор В . Гнрняк

Заказ 7745/38 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП ™Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4