Устройство для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЦИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 050? 79 (2! ) 2720641/18-24 (51)М. Кл.

G 06 F 15/46 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

G 05 В 23/02 (23) Приоритет

Опубликовано 231080. Бюллетень № 39 (53) УДК 681. 326. . 7 (088. 8) Дата опубликования описания 251080 (72) Автор изобретения

В. М. Крылов

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ

ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании надежности и качества функционирования автоматических и автоматизированных систем управления.

Известно устройство, содержащее генератор случайного напряжения, коммутатор, блок формирователей вре" мени появления отказов, блок имитаторов отказов, модель системы, блоки регистрации и управления. Выход генератора через коммутатор присоединен к входу блока формирователей, выход которого подключен ко входу блока имитаторов отказов. Выход блока имитаторов отказов соединен с входом блока модели системы )1).

Устройство позволяет определять показатели надежности только неремонтируемых систем и не дает возможности прогнозирования надежности систем с учетом восстановления(ремонта) отказавших компонентов — узлов, блоков, агрегатов, звеньев и подсистем.

Известно также устройство, содержащее генератор, формирователи законов распределений йапряжений, ими-" таторы отказов и восстановлений, накопительные и ограничительные элементы, модель системы, блок определения отказа системы, коммутатор и блок регистрации. Выход генератора через формирователи законов распределений присоединены ко входам имитаторов отказов и восстановлений, выходы которых соединены со входами накопительных и ограничительных элементов. Входы блоков определения отказов подключены к выходам модели системы, а выходы через коммутатор к входу блока регистрации. Устройство позволяет прогнозировать оценки показателей надежности восстанавливаемых систем (2)

Однако оно обладает низкой точностью из-за того, что осуществляемое в-ускоренном масштабе времени решение задачи приводит к недопустимо малым значениям машинных переменных, иа которые сильное влияние оказывают аппаратурные погрешности.

Цель изобретения — повышение точности устройства для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит второй ком773629 мутатор, блок к омпара торов, блок з адания масштабов моделирования и блок элементов И, входы которого подключены к первым выходам блока имитации отказов, а выход — ко входу блока компараторов, выход которого через второй коммутатор подключен ко входу блока задания масштабов моделирования, второй вход блока имитации отказов соединен с выходом блока задания масштабов моделирования.

На чертеже представлена блок-схема устройств а.

Устройство содержит генератор 1 случайного напряжения, первый комму-, татор 2, блок 3 преобразователей, блоки 4 и 5 имитаторов отказов и вос- 15 становлений соответственно, модель

6 системы, статистический анализатор

7, блок 8 элементов И(количество их равно числу элементов, у которых моделируются отказы и восстановления),;ф блок 9 компараторов, второй коммутатор 10 и блок 11 задания масштабов моделирования.

Генератор 1 представляет собой типовой генератор случайных напряжений.

Блоки коммутаторов 2 и 10 содержат электронные и электромеханические коммутирующие элементы типа транзисторных и релейных ключевых схем. Блок

3 преобразователей включает в себя нелинейные узлы, например блоки нелинейностей серийных аналоговых вычислительных машин, и электрические фильтры для получения требуемых ,законов распределения. Блоки 4 и 5 имитаторов отказов и восстановлений состоят из типовых операционных усилителей ABN и электронных переключательных схем, с помощью которых моделируются отказы типов "Обрыв" и "Короткое замыкание", а также 40 восстановление компонентов исследуемых систем.

Модель 6 системы представляет собой ее макет в виде принципиалнной, функциональной или структурйой схемы, .построенной с учетом принципов аналогии и подобия между моделью и оригиналом.

Статистический анализатор 7 состоит из типовых приборов для определения вероятностных характеристик случайных потоков отказов и восстановлений систем. Блок 9 комнараторон включает в себя схемы сравнения и формирования импульсов напряжения.

Брак 11 задания масштабов модели- Я рования содержит набор высокоточных потенциометров, переключательные и индикаторные элементы.

Устройство работает следующим образом. 60

В генераторе 1 формируются случай-. ные напряжения с нормальными закона.— ми распределения мгновенных амплитуд ных значений. Через коммутатор 2 слу; чайные напряжения поступают на входы преобразователей блока 3, где с помощью нелинейных элементов и фильтров получаются законы распределения с требуемыми характеристиками. Сформированные напряжения предназначаются для моделирования случайных потоков .отказов и восстановлений комплектующих систему элементов.

Поступающие на входы блоков 4 и 5 имитаторов отказов и восстановлений мгновенные значения случайных напряжений подвергаются интегрированию или развертыванию с целью получения интервалов времени, пропорциональных длительностям безотказной работы и восстановления элементов.

Моделирование интервалов времени до появления отказов компонентов происходит в ускоренных по отношению к реальному масштабах времени. Масштабы задаются выбором соответствующих параметров в разрядных цепях интегрирующих конденсаторов операцион ных усилителей блока 4 имитаторов отка казон.

При возникновении одного или нескольких отказов на выходе блока 8 логических элементов И формируются сигналы, включающие схемы сравнения в блоке 9 компараторов. Б течение имитации восстановления моделирование произнодится в увеличенном по сравнению с периодом безотказной работы масштабе времени. Переход с одного масштаба моделирования на другой может выполняться различными способами, например частичной разрядкой интегрирующих кбнденсаторов путем параллельного подключения дополнительных конденсаторов или перезарядкой конденсаторов опорными напряжениями с помощью анериодических звеньев и др.

При смене масштабов моделирования по первому способу в момент времени поступления от блока 9 компараторов сигналов якоря реле коммутатора 10 выдают импульсы напряжений для включения групп реле блока 11. Замыкаю-. щиеся контакты этих реле образуют новые пути разрядов конденсаторов в цепях обратных связей операционных усилителей блока 4 имитаторов отказов.

Величины разрядов каждого конденсатора определяются длительностью интерналон времени моделирования восстановлений отказавших компонентов системы. При этом .моделирование производится н растянутом по сравнению с имитацией безотказной работы масштабе времени.

Благодаря применению схемы задания масштабов времени моделирования откаэон и восстановлений компонентов систем более полно используются диапазоны изменения машинных переменных.

Нри этом меньшее влияние на резуль- таты моделирования оказывает дрейф нулей операционных усилителей.

773629

Формула изобретения

Составитель В. Крылов

Редактор Е.Лушникова Техред М.Петко Корректор екто Н.Бабинец

Заказ 7507/63 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, В итоге улучшаются технико-экономические показатели устройства для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем, увеличивается точность прогнозированйя и повышается качество и достоверность оцениваемых количественных показателей надежности систем.

Устройство для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем, содержащее первый коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора случайных напряжений, а выход ко входу блока преобразователей, к выходам которого подключены входы блоков имитации отказов и восстановлений, а выходами соединенных со входами модели системы, выход которой подключен ко входу статистического анализатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй коммутатор, блок компараторов, блок задания масштабов моделирования и блок элементов И, входы которого подключены к первым выходам блока имитации отказов, а выход — ко входу блока компараторов, выход которого через второй коммутатор подключен ко входу блока задания масштабов моделирования, второй вход блока имитации отказов соединен с выходом блока задания масштабов моделирования.

Источники инФормации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 467357, кл. S 06 Р 15/46 1974.

2. Дружинин Г. В. Надежность автоматизированных систем. М., Щ Энергия, 1977, с. 177-184 (прототип)