 |
Практическое освоение методики оптимизации логических схем и оценки их надежности
|
|
|
|
В качестве исходных данных возьмем следующие данные:
автоматизированный система тепловой поток
Таблица 2
|
| Номера прерываний и восстановлений работоспособности | |||||||
| номер варианта | Начало работы Конец работы Время восстановления | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 3 | tHl | 10.00.00 | 10.31.34 | 11.03.45 | 11.21.11 | 11.45.11 | 12.30.00 | |
| tKl | 10.21.12 | 10.51.13 | 11.12.54 | 11.41.23 | 12.25.43 | 13.30.00 | ||
| tвj | ||||||||
Таблица 3
| № варианта | Обозначение показателя | Номер s-го замера времени обработки сигнала. Время обработки. | ||||||
| 3 | S | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| tis | 14.14 | 14.17 | 14.06 | 14.13 | 14.17 | 14.14 | 14.15 | |
Расчет оценки средней наработки на отказ (Т0).
На основании исходных данных (таблица 2), произведем расчет суммарного (общего) времени пребывания системы в работоспособном состоянии:
где N = 6 - суммарное за период испытаний количество прерываний работоспособного функционирования;- момент времени фактического начала работы после наступления (l-1)-го прерывания; - момент времени фактического окончания работы при наступлении l-го прерывания.
Переведем время данное в таблице в секунды и подсчитаем ТPi:- tHl=37272-36000=1272 (сек)- tH2=39073-37894=1179 (сек)- tH3=40374-39825=549 (сек)- tH4=42083-40871=1212 (сек)- tH5=44743-42311=2432 (сек)- tH6=48600-45000=3600 (сек)
Рассчитаем среднюю наработку на отказ по формуле:
где Tpi - суммарное (общее) время пребывания АИС в работоспособном состоянии; - суммарное число отказов АИС.=6
Расчет оценки среднего времени восстановления
Рассчитаем среднее время восстановления в работоспособное состояние после отказа:
где k = 6 - число отказов, после которых происходило восстановление во время испытаний;- время восстановления после j-го отказа. =37894-37272=622(сек)=39822-39073=749(сек)=40871-40374=497(сек)=42311-42083=228(сек)=45000-44743=257(сек)
|
|
|
Расчет оценки среднего времени реакции на получение входного сигнала.
Вычислим среднее время реакции:
где m = 7 - количество замеров времени обработки запросов i-го типа (табл.3.); время обработки входной информации (табл. 3.).
Расчет значения коэффициента готовности АИС.
Произведем расчет значения коэффициента готовности:
Расчет оценки вероятности надежного преобразования входной информации
Вероятность рассчитывается по формуле:
где Toi и TBj - среднее время наработки на отказ и восстановления после отказа, рассчитываются в п. 4.2 и 4.3.; Tpeaк.i - среднее время реакции, рассчитывается в п. 4.4.
Определение значения доверительной вероятности α для интервала оценивания.
В качестве значения доверительной вероятности α возьмем значение α=0,975 для повышения точности расчетов.
Расчет доверительных границ заданных показателей надежности
Расчет нижней (
) и верхней (
) доверительных границ для показателя наработки на отказ можно произвести по формулам:
где коэффициенты r1(k,a) = 2.73 и r3(k,a) = 0,52 берутся из табл. 1.1. и 1.2. в приложении 1 [1];
= 1707.3 - оценка, рассчитанная в п.4.2.;
α = 0,975 - доверительная вероятность.
Расчет нижней (
) и верхней (
) доверительных границ для показателя времени восстановления работоспособности АИС производится по формулам:
где коэффициенты r1 (k,a) = 2,73 и r3(k,a) = 0,52;
= 470,6 - оценка, рассчитанная в п. 4.3.
Расчет нижней (
) и верхней (
) доверительных границ для показателя коэффициент готовности АИС производится по формулам:
где 
= 887,7 и 
= 4660,9 
= 244,7 и 
= 1284,7
Расчет нижней (
) и верхней (
) доверительных границ вероятности надежного представления запрашиваемой выходной информации производится по формулам:
где = 887,7 и 
= 4660,9 = 244,7 и = 1284,7 и 
= 853,7.
|
|
|
Результаты, полученные при обработке исходных данных, сведем в таблицу 4.
Таблица 4
| Среднее время наработки на отказ [сек] | Среднее время восстановления работоспособности после отказа [сек] | Коэффициент готовности | Вероятность надежного преобразования запрашиваемой входной информации за время равное 8 часам. | ||||||||
|
| 
| 
|
| 
|
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 887,7 | 1707,3 | 4660,9 | 244,7 | 470,6 | 1284,7 | 0,41 | 0,78 | 0,95 | 0,21 | 0,55 | 0,85 |
Заключение
После подбора элементов и расчета надежности получили, что информационная часть на общую вероятность не влияет, тогда на изменение вероятности будет влиять аппаратная часть. Для улучшения вероятности можно поменять, например тип датчика. За время работы системы за 2ч.30мин вероятность работы в информационной части составляет 0,55, а в аппаратной части 0,85, поэтому система работает без сбоя, т.е. надежно.
Список литературы
1. Камразе А.Н., Фитерман М.Я. Контрольно-измерительные приборы и автоматика. Л.: Химия, 1988. - 225 с.
. Автоматические приборы, регуляторы и управляющие машины: Справочник / Под ред. Кошарского Б.Д. -Изд. 3-е. - Л.: Машиностроение, 1976. - 486 с.
. Веревкин А.П., Попков В.Ф. Технические средства автоматизации. Исполнительные устройства: Учеб. пособ. - Уфа.: Изд-во УНИ, 1996. - 95 с.
|
|
|
