Устройство для определения вероятности отказов функционирования технической системы Советский патент 1984 года по МПК G06G7/52 

1 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов, например, для определения достаточного количества запасных блоков, обеспечивающих работоспособное состояние технической системы с гарантированной верояфностью. : Известен аналоговый оптимизатор ч1|1сла запасных блоков, содержащий блоки установки затрат, блок суммирфвания, переключатель, блок формирфвания приращения целевой функции б4оки умножения, блоки сравнения, блок формирования коэффициента прос тоя и реле времени lj . Недостаток устройства - низкие функциональные возможности. : Наиболее близким к изобретению по технической суп(ности является устройство, содержащее задатчики вероятностей отказов, последователь но соединенные генераторы случайных уровней, блоки умножения, пороговые блоки, элементыИ, другие входы которых подключены к выходам блока управления, первый и второй сумма. торы, выход .которого соединен с вхо дом блока отображения, и источник постояниого напряжения, подключенный к входам задатчиков вероятностей отказов zj , Однако известное устройство не позволяет определить количество запасных блоков, обеспечивающих задан ную гарантированную вероятность об печения работоспособного состояния на определенном интервале времени эксплуатации. Цель изобретения - повышение точ ности 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 напрялсения, пропорционал ного длительности э ссплуатации, ком fyтaтop, группа задатчиков гараитир ванной вероятности, датчик напряже ния, пропоргщонального интенсивности отказов, выход которого соедине с первьм входом блока умножения, второй вход которого подключен к вы 682 ходу датчика шпряжения, пропорционального длительности эксплуатации, а выход - к входу коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения группы, вторые входы которых соединены с соответствуюищми выходами блока источников постоянного напряжения, а выходы - с входами соответствующих задатчиков гарантированной вероятности, выходы которых соединены с соответствующими входами блока индикации. Кроме того, задатчик гарантированной вероятности содержит группу элементов И, группу аналого-цифровых преобразователей, группу деглифраторов, блок хранения постоянных коэффициентов, выходы которого соединены с первыми входами соответст° вутащих элементов И группы, вторые входы которых являются входом задатчика гарантированной вероятности, а выходы - с входами соответствуюmi-JX аналого-цифровых преобразователей -группы, выходы которых соединены с входами соответств- тощих де.шифраторов группы, выходы которых являются выходами задатчика гарантированной вероятности. Для технической системы с известной длительностью эксплуатации Т и интенсивностью отказов у, определяется значение и отображается гарантированная вероятность обеспечения работоспособного состояния при наличии в ЗИПе одного, двух, ..., п блоков за время эксплуатации, равное Т (т задатчиков гарантированной вероятности и блок отображения) . I 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 4, группу схем 5 сравнения, блок б источников постоянного напряжения, группу датчиков 7 гарантированной вероятности и блок 8 индикаций, Датчик 7 гарантированной вероятности содержит блок 9 хранения постоянных коэффи1 1ентов5 гругспу элементов И 10, группу аналого-цифро3

вых преобразователей 11 и.группу дешифраторов 12.

На i-M выходе блока 6 источников постоянного напряжения напряжение U; пропорционально значению 7 Т i где Л - интенсивность отказов, Т длительность эксплуатации.

Блок 8 индикации - матрица раз-мерностью п т, элементами которой являются цифровые индикаторы. Номер столбца j соответствует цифровому значению ДТ, а номер строки ,i соответствует количеству запасных блоков. На пересечении i-й строки и j-ro столбца отображается значение гарантированной вероятности.

На первом выходе первого блока 9 хранения постоянных коэффициентов напряжение пропорционально.гарантированной вероятности (P ) при TiT 1 и одном запасном блоке Z 1 на втором выходе этого блока напряжение пропорционально Р ( Р TiT 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.

Устройство работает следующим образом.

В датчике 1 устанавливается напряжение, пропорциональное интенсивности отказов блока технической

203684

системы, для которого определяется гарантированное количество запасных блоков. В датчике 2 устанавливается напряжение, пропорциональное

5 времени эксплуатации технической

системы с гарантированной вероятностью. На i-M выходе блока 6 напряжение пропорционально значенрш i, i 1, m. Как правило, для инженер- ;

0 ной практики ограничиваются значениями fJiT lb. На выходах блоков 9 хранения постоянных коэффициентов напряжения Ug и Л Т пропорциональны гарантированной вероятности при

5 определенных значениях раз i4Horo количества запасных блоков Z от 1 до п.

Значения гарантированных веролтностей приведены в таблице.,

0 С помощью коммутатора 4 осуществляется поочередное подключение выхода блока 3 з 1ножеиия к входам схем 5 сравнения. Порядок подключения схем сравнения определяется значения5 ми величин напряжений, подаваемых на вход схем сравнения от блока б. Подключейие начинается со схемы сравнения с наибольшем номером, т.е. 5т, у которой на втором входе напряже1Ше

0 наибольшее, затем подключается схема 5. , 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

2 выходе схемы сравнения появляется потенциал логической единицы, которая подается на управляю1цие входы элементов И 10 i-ro задатчика гарантированной вероятности, и напряже0 ние с выхода блока 9 хранения постоянных коэффициентов, пропорцио-г нально значениям гарантированной вероятности для случая ДТ 1 и Z 1, п, поступает на аналого-

5 цифровые преобразователи 11. С выходов аналого-цифровых преобразователей код поступает-на входы де шифраторов, где дешифрируется и поступает на цифровые индикаторы

50 i-ro столбца матрицы блока 8 индикации, где и происходит отображение гарантированной вероятности обеспечения работоспособного состояния при одного, двух, ..., п

55 запасных блоков для сл:,чая J Т i.

Пример. Техническая система состоит из трех блоков с интенсивностями отказов ,

2.10- Ч-1 , Л, 3. 10 tr . Требуется определить количество запасных блоков каждого типа для обеспечения гарантированной вероятности Р,.- 0,9 за время эксапуатагши

Т 10 ч.

Тогда i;T 1, следовательно на блоке индикации высветятся цифровые значения первого столбца таблицы/ и для достижения Р, 5- 0.9 достаточно иметь два запасных блока

При п Т 2 на блоке индикации высветится второй столбец таб1 и для Р, 0,9 достаточно

лицы

Z2 . При 3 на блоке индикации высветится третий столбец таблицы, и для Р И-0,9 необходимо 2) 5 .

техническое преимущество изобретения заключается в возможности определения гарантированной вероятности работоспособного состояния на заданном интервале времени при наличии в ЗИПе одного, двух, ... п запасных блоков.

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.

5,3,

777

/Л

I

I

I

Фиг. 2

Г2г

8