Устройство моделирования многорежимной системы

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при моделировании многорежимных систем для сбора, регистрации статистических данных о наработке элементов системы и последующего расчета надежностных характеристик. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения сбора и регистрации статистических данных о наработке элементов системы при различных программах функционирования. Для этого устройство содержит управляющий триггер, блоки генераторов случайных импульсов, блок формирования программы функционирования моделируемой многорежимной системы, блоки рабочих режимов и технологического режима, счетчики времени наработки, генераторы случайных импульсов, блок ИЛИ, счетчики отказов. 3 ил.

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при моделировании многорежимных систем для сбора и регистрации статистических данных о наработке элементов таких систем.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для моделирования двухканальной системы массового обслуживания, содержащее управляющий триггер, два блока генераторов случайных импульсов обслуживания, две модели обслуживающих приборов и элемент И (А.С. №1649563, G 06 F 15/20, 1991).

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не позволяет определять время наработки каждого из элементов многорежимной системы при различных программах функционирования.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения сбора и регистрации статистических данных о времени наработки элементов многорежимной системы при различных программах его функционирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее управляющий триггер и два блока генераторов случайных импульсов, введены блок формирования программы функционирования моделируемой многорежимной системы, первый и второй блоки рабочих режимов моделируемой многорежимной системы, блок технологического режима моделируемой многорежимной системы, три счетчика времени наработки, блок задания продолжительности технологического режима моделируемой многорежимной системы, два генератора случайных импульсов, блок ИЛИ, три счетчика отказов, причем выход блока формирования программы функционирования соединен с входом управляющего триггера, первый выход которого соединен с первым входом блока первого рабочего режима, а второй выход - с первым входом блока второго рабочего режима, первые выходы блоков первого и второго рабочих режимов соединены с входами соответствующих счетчиков времени наработки, а первый выход блока второго рабочего режима, кроме того, соединен с входом блока задания продолжительности технологического режима, выход которого соединен с четвертым входом блока второго рабочего режима и первым входом блока технологического режима, первый выход блока технологического режима соединен с входом третьего счетчика времени наработки, вторые выходы блоков рабочих режимов и блока технологического режима соединены с входами соответствующих счетчиков отказов, третьи выходы блоков первого и второго рабочих режимов соединены с входами первого и второго блоков генераторов случайных импульсов соответственно, третий выход блока технологического режима соединен с входом первого генератора случайных импульсов, выходы первого и второго блоков генераторов случайных импульсов и первого генератора случайных импульсов соединены с вторыми входами блоков первого и второго рабочих режимов и блока технологического режима соответственно и входами блока ИЛИ, выход блока ИЛИ соединен с входом второго генератора случайных импульсов, выход которого соединен с третьими входами блоков первого и второго рабочих режимов и блока технологического режима.

Сравнительный анализ показал, что заявляемое изобретение отличается от прототипа наличием новых элементов и их соединениями в такой последовательности, которая приводит к техническому результату и отсутствует в прототипе.

Анализ патентной литературы показал, что до даты подачи отсутствовали устройства с указанной совокупностью существенных признаков, следовательно, изобретение отвечает критерию “новизна”.

Требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которая в известной патентной и научно-технической литературе не обнаружена на дату подачи заявки, следовательно, техническое решение соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Структурная схема устройства представлена на фиг.1. Устройство моделирования многорежимной системы содержит блок формирования программы функционирования многорежимной системы 17, управляющий триггер 1, блок первого рабочего режима моделируемой многорежимной системы 2, блок второго рабочего режима моделируемой многорежимной системы 4, блок технологического режима моделируемой многорежимной системы 6, три счетчика времени наработки 3, 5, 7, блок задания продолжительности технологического режима моделируемой многорежимной системы 8, первый и второй блоки генераторов случайных импульсов 9, 10 (моделируют возникновение отказов при нахождении многорежимной системы в первом рабочем и втором рабочем режимах соответственно), первый генератор случайных импульсов 11 (моделирует возникновение отказов при нахождении многорежимной системы в технологическом режиме), блок ИЛИ 12, второй генератор случайных импульсов 13 (моделирует случайный момент восстановления работоспособности многорежимной системы), три счетчика отказов 14, 15, 16.

Выход блока задания программы функционирования 17 соединен с входом управляющего триггера 1, первый выход управляющего триггера 1 соединен с первым входом блока первого рабочего режима 2, а второй выход - с первым входом блока второго рабочего режима 4. Первый выход блока 2 соединен с входом первого счетчика времени наработки 3, второй выход блока 2 - с входом первого счетчика отказов 14. Сигнал с третьего выхода блока 2 подается на вход первого блока генератора случайных импульсов 9. Первый выход блока 4 соединен с входом второго счетчика времени наработки 5 и входом блока задания продолжительности технологического режима 8, второй выход блока 4 - с входом второго счетчика отказов 15. Сигнал с третьего выхода блока 4 подается на вход второго блока генератора случайных импульсов 10. Первый выход блока 6 соединен с входом третьего счетчика времени наработки 7, второй выход блока 6 - с входом третьего счетчика отказов 16. Сигнал с третьего выхода блока 6 подается на генератор случайного импульса 11. Выход блока 8 соединен с четвертым входом блока 4 и первым входом блока 6. Выходы блоков генераторов случайных импульсов 9, 10 и первого генератора случайных импульсов 11 соединены со вторыми входами блоков первого и второго рабочего режима и блока технологического режима соответственно и входами блока ИЛИ 12. Сигнал с выхода блока 12 подается на вход второго генератора случайных импульсов 13. Выход генератора 13 случайных импульсов соединен с третьими входами блоков 2, 4 и 6 соответственно.

Устройство работает следующим образом. На выходе блока 17 формируются импульсы, форма которых представлена на фиг.2, где τ_P1 - продолжительность нахождения системы в первом рабочем режиме, а τ_P2 - во втором рабочем режиме.

По переднему фронту импульса управляющий триггер 1 срабатывает и на его втором выходе появляется сигнал, который поступает на первый вход блока 4 и переводит его в активное состояние (тем самым моделируется нахождение многорежимной системы во втором рабочем режиме). По заднему фронту этого импульса сигнал появляется на первом выходе управляющего триггера 1, который поступает на первый вход блока 2. При этом блок 2 переходит в активное состояние, сигнал на первом входе блока 4 пропадает и блок 4 переходит в неактивное состояние (тем самым моделируется переход многорежимной системы из второго в первый рабочий режим). При переводе блоков 2 или 4 в активное состояние на первых выходах этих блоков появляется сигнал, который поступает на входы счетчиков времени наработки 3 или 5. Счетчики времени наработки могут быть реализованы в виде счетчиков временных интервалов. Кроме того, при активации блока 4 сигнал с его первого выхода подается на вход блока 8. На выходе блока 8 формируется прямоугольный импульс с задержкой, форма которого представлена на фиг.3, где τ_З - длительность задержки, τ_тр - продолжительность технологического режима.

Этот сигнал поступает на четвертый вход блока 4 и первый вход блока 6. Передний фронт импульса переводит блок 4 в неактивное состояние и активизирует блок 6. При переводе блока 6 в активное состояние на его первом выходе появляется сигнал, поступающий на вход счетчика наработки 7, назначение которого аналогично счетчикам 3 и 5. Задний фронт импульса, формируемого на выходе блока 8, переводит блок 6 в неактивное состояние и активизирует блок 4.

При активации блока 2 с третьего выхода данного блока поступает сигнал на вход блока генератора случайных импульсов 9. В случайный момент времени на выходе блока генератора 9 появляется сигнал, имитирующий возникновение отказа в первом рабочем режиме, который поступает на второй вход блока 2 и первый вход блока ИЛИ 12. При этом останавливается счетчик наработки 3 и запускается счетчик отказов 14.

При активации блока 4 с третьего выхода данного блока поступает сигнал на вход блока генератора 10. В случайный момент времени на выходе блока генератора 10 появляется сигнал, имитирующий возникновение отказа во втором рабочем режиме, который поступает на второй вход блока 4 и второй вход блока ИЛИ 12. При этом останавливается счетчик наработки 5 и запускается счетчик отказов 15.

При активации блока 6 с третьего выхода данного блока поступает сигнал на вход генератора 11. В случайный момент времени на выходе генератора 11 появляется сигнал, имитирующий возникновение отказа в технологическом режиме, который поступает на второй вход блока 6 и третий вход блока ИЛИ 12. При этом останавливается счетчик времени наработки 7 и запускается счетчик отказов 16.

При подаче сигнала на любой из входов блока 12 на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход генератора 13. В случайный момент времени на выходе генератора 13 появляется сигнал, имитирующий момент восстановления. Этот сигнал подается на третьи входы блоков 2, 4 и 6, но воспринимается только тем из них, который в данный момент находится в активном состоянии. При этом останавливается соответствующий счетчик отказов 14, 15 или 16 и запускается соответствующий счетчик времени наработки 3, 5 или 7.

Блок формирования программы функционирования 17 и блок задания продолжительности технологического режима 8 могут быть реализованы в виде задающих генераторов, первый и второй блоки рабочих режимов 2, 4 и блок технологического режима 6 могут быть выполнены на элементах И, ИЛИ, НЕ или триггерах.

Устройство моделирования многорежимной системы, содержащее управляющий триггер и два блока генераторов случайных импульсов, отличающееся тем, что в него введены блок формирования программы функционирования моделируемой многорежимной системы, блоки первого и второго рабочих режимов моделируемой многорежимной системы, блок технологического режима моделируемой многорежимной системы, три счетчика времени наработки, блок задания продолжительности технологического режима моделируемой многорежимной системы, два генератора случайных импульсов, блок ИЛИ, три счетчика отказов, причем выход блока формирования программы функционирования соединен с входом управляющего триггера, первый выход которого соединен с первым входом блока первого рабочего режима, а второй выход - с первым входом блока второго рабочего режима, первые выходы блоков первого и второго рабочих режимов соединены с входами соответствующих счетчиков времени наработки, а первый выход блока второго рабочего режима, кроме того, соединен с входом блока задания продолжительности технологического режима, выход которого соединен с четвертым входом блока второго рабочего режима и первым входом блока технологического режима, первый выход блока технологического режима соединен с входом третьего счетчика времени наработки, вторые выходы блоков рабочих режимов и блока технологического режима соединены с входами соответствующих счетчиков отказов, третьи выходы блоков первого и второго рабочих режимов соединены с входами первого и второго блоков генераторов случайных импульсов соответственно, третий выход блока технологического режима соединен с входом первого генератора случайных импульсов, выходы первого и второго блоков генераторов случайных импульсов и первого генератора случайных импульсов соединены с вторыми входами блоков первого и второго рабочих режимов и блока технологического режима соответственно и входами блока ИЛИ, выход блока ИЛИ соединен с входом второго генератора случайных импульсов, выход которого соединен с третьими входами блоков первого и второго рабочих режимов и блока технологического режима.