Устройство для определения размера ресурсов восстановления технического объекта Советский патент 1986 года по МПК G06N7/08 

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что узел выбора уровня ресурса содержит первый блок задания постоянного коэффициента, элемент НЕ, элемент ИЛИ, четвер- гьй элемент запрета, а также ветви расчета числа запасных элементов одного уровня ресурса, каждая из которых включает второй элемент запрета, второй блок задания постоянного ко- эффициента, элемент сравнения, одно- вибратор, счетчик и дешифратор, а каж,цая ветвь, кроме первой, содержит третий элемент запрета, выход первог блока задания постоянного коэффициента соединен с.информационным входом четвертого элемента запрета, выход и управляющий вход которого связаны соответственно с первыми входами элементов сравнения и выходом элемента НЕ, подключенным к управляющим входам вторых элементов запрета, информационные входы которых соединены с выходами соответстИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов восстановления, например, для определения количества запасных блоков, обеспечивающих исправное функционирование технического устройства.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения количества разнотипных запасных блоков, необходимых для восстановления технического объекта за установленное время.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональная схема узла выбора уровня; на фиг.З- функциональная схема формирователя экспоненциальных импульсов , на фиг,4 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит формирователи экспоненциальных импульсод генераторы случайных напряжений, блоки умножения, пороговые блоки 4)-4f,, узлы 5,-5f, выбовующих вторых блоков задания постоянных коэффициентов, выходы вторых элементов запрета, кроме первой ветви, связаны через третьи элементы запрета с вторыми входами соответствующих элементов сравнения, выход второго элемента запрета первой ветви связан с вторым ВХОДОМ элемента сравнения данной ветви непосредственно, выход каждого элемента сравнения подключен к входу соответствующего одновибратора и управляющим входам третьих элементов запрета последующих ветвей, выходы одновиб- раторов соединены со счетнь ми вхо- да.ш; соответствующих счетчиков и входами элемента ИЛИ, выход которого является управляющим выходом узла, выходы обнуления счетчиков соединены со сбросовым входом уз- ла , а выходы счетчиков через соответствующие дешифраторы связаны с инЛормационньми выходам узла.

5

0

5

ра уровня, блоки 6,-6п индикации, генератор 7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты, первые эл.ементы 9 запрета и блок 10 задания постоянного напряжения.

Узел 5 выбора уровня содержит первый блок 11 задания постоянного коэффициента, элементы сравнения, одновибраторы 13,-13|/, счетчики 14,-14j;, дешифраторы 15,-15,, вторые элементы 16,-16к запрета, вторые блоки задания постоянных коэффициентов, третьи элементы 18ц запрета, четвертый элемент 19 запрета, элемент НЕ 20 и эле- мент ИЛИ 21.

Формирователь 1 содержит резистор 22, накопительный конденсатор 23 и ключ 24.

Сущность изобретения заключается в том, что путем моделирования определяется число отказов каждого блока технического устройства на заданном периоде эксплуатации Т . Восстановление может производится элементами различного уровня (первичные элемен3

ты, функциональные элементы, конст- руктивные блоки и т.д.). При этом время восстановления различно. Для восстановления выбирается тот элемент низшего уровня, для которого время восстановления меньше допустимого. Таким образом, запасной комплект составляется из элементов различного уровня и позволяет произвести восстановление за допустимое время с наименьшими экономическими затратами

Формирователь 1 экспоненциальных импульсов представляет собой RC -цепочку, с электронным ключом, подключенным параллельно конденсатору. Он реализует вероятность отказа i -го блока технического устройства по закону где Л; - интенсивность отказов. Закон реализуется за счет процесса заряда накопительного конденсатора 23, скорость изменения экспоненты регулируется за счет изменения величины конденсатора 23. Электронный ключ закорачивает конденсатор (разряжая его) при поступлении управляющего импульса с первого выхода узла 5 через элемент 9.

Генераторы случайных напряжений представляют собой генераторы шума, выполненные по известным схемам, содержащим в качестве первичного источника шума полупроводниковый элемент и усилитель. Совместно с бл оками они обеспечивают моделирование случайного процесса изменения РОТ Узлы 5(-5f, выбора уровня обеспечивают однозначный выбор таких элементов, которые позволяют устранить отказ за время, меньшее заданного. Анализ уровня начина- етря с элемента самого низкого, у которого время восстановления наибольшее. Если оно больше допустимого, то выбирается элемент более высокого уровня, у которого время восстановления меньше, чем у предьщущего. Если и это время больше допустимого, анализируются элемент, следующий по уровню и т.д. до тех пор, пока время восстановления ( ьц;) не станет меньше допустимого (Тд).

Блоки 6,-6 „ индикации содержат каждый К цифровых индикаторов. -- Генератор 7 представляет собой типовой генератор импульсов с управляющим входом. При поступлении запрещающего сигнала импульсная последовательность на его выходе отсутствует.

035394

Устройство работает следующим образом.

Изменение во времени вероятности отказов по закону Рд {-е всех

5 блоков технического устройства моделируется фopмиpoвaтeля щ 1. Подается постоянное напряжение с выхода блока 10 н-а конденсаторы 23. Происходит заряд накопительных конден10 саторов, причем постоянная времени заряда каждого формирователя от- ли:чна от других и соответствует ин- тенсивности отказов -Д; i -го блока технического устройства. Таким обра15 зом, вероятность отказов каждого блока изменяется со своей скоростью в соответствии с Л; (фиг.4а,5,-К) .

Случайньп характер изменения вероятности отказов моделируется пу20 тем перемножения напряжения- на кон- денсаторе 23 со случайно изменяющимся напряжением генераторов ,. Умножение производится в блоках 3,-3|,. При достижении на выходе блока 325 напряжения Ид (где Ид - напряжение логической единицы) на выходе порогового блока 4j появляется напряжение логической единицы (фиг.45), которое поступает на вход узла 5-. В

JQ соответствии с логикой работы узла 5j на его определенном втором выходе (в зависимости от выбранного уровня запасного элемента) появляется сигнал, который отображается на индикаторе 6; . На индикаторе высвечивается единица, свидетельствующая о необходимости включения в состав запаса элемента выбранного уровня для /i-го блока. Одновременна

,„ напряжение с первого выхода узла 5; 40п .

подается через элемент 9, на управтляющий.вход ключа 24,- . Происходит разряд конденсатора 23, и начинается моделирование дальнейшего процес.-,са эксплуатации.

В момент времени ti, (фиг.4) происходит отказ первого блока технического устройства. Аналогичным образом, как и для i -го блока, определяется уровень элемента, необходи мого для включения в состав запаса. Происходят отображение на индикаторе единицы определенного уровня и разряд конденсатора 23 в блоке . В момент времени i происходит

55 второй отказ i -го блока. Устройство работает аналогичным образом, и на индикаторе 6 высвечивается двойка, свидетельствующая о необходимоети вклюггения в состав запаса второго элемента того же уровня для i -го блока.

Работа устройства происходит таким образом до тех пор, пока текущее )3ремя не привысит заданного периода эксплуатации С,).

Время Тд задается путем изменения коэффициента деления делителя 8, Перестройка происходит за счет подключения или отключения дополнительных триггеров к сдвиговому регистру. В момент начала моделирования запускается генератор 7, импульсная последовательность с которого подается на вход делителя 8.

После поступления количества импульсов , пропорционального Т на выходе делителя 8 частоты появляется сигнал, поступающий на управляющие входы генератора 7 и элементов . При этом прекращается по ступление импульсов с генератора 7 и запреца- ется прохождение сигналов с первых выходов узлов „ через элементы 9,-9( на разряд конд.нсаторов 23 в формирователях 1 ,-1.

На индикаторах 6 -6„ отображается количество элементов выбранного уровня для каждого блока технической системы, которые необходимо Иметь в запасе для восстановления системы за допустимое время на заданном периоде эксплуатации.

Для обеспечения нового цикла моделирования подается импульс сброса, которьй очищает счетчики и 14„ и делитель 8 частоты.

Узел 5 выбора уровня работает следующим образом. В исходном состоянии вводятся значения допустимого времени восстановления в блок 11 и значения времени восстановления элементами различного- уровня Р блоки 17j-17, причем в,гз..,гд..,. т.е. в блок 17х введено время восстановления для элемента самого высокого уровня. Блоки 11 и 17,-17х представляют собой регулируемые источники постоянного напряжения.

В случае возникновения отказа потенциал логической единицы с блока 4

поступает на вход элемента НЕ 20, инвертируется в ноль, который поступает на запрещающие входы элементов 19 и 16/(-16р, разрешая тем самым сравнение Тд и o-g

Если Og - ч 5 то на выходе элемента 12 появляется напряжение логической единицы, которое подается на запрещающие входы элементов , запрещая тем самым выбор элементов с второго по -и уровень. С выхода элемента потенциал логической единицы поступает на вход одновибра- тора 13, которьй генерирует одиночный импульс. После записи-импульса в счетчик 14( информация о количестве импульсов дешифрируется дешифратором 15i и с его соответствующего выхода поступает на индикатор 6.

20

Если

Тп

то на выходе эле

мента 12j - напряжение логического нупя. Следовательно, на запрещающем входе элемента 18, напряжение логического нуля и происходит сравнение сГ-д и Та . Если Гд Т„ , то аналогичным образом считывается инфор-, мация с соответствующего выхода дешифратора 15 на индикатор -6, В случае . Т начинает работать третий уровень сравнения и т.д.

До моделирования нового цикла работы после замены отказавшего элемента необходимо произвести разряд накопительного конденсатора 23 блока 1 через ключ 24. Управляющий сигнал подается с выхода одновибрато- ра 13,- через элемент ИЛИ 21.

После окончания работы счетчика 14,-14ц очищаются сигналом сброса, подаваемым на их входы обнуления.

Положительный эффект от внедрения изобретения заключается в том, что при выполнении условия g- суммарная стоимость скоплектован- ных ресурсов восстановления будет наименьшая из всех возможных, поскольку стоимость элементов более высокого уровня, которые.можно включать в состав запаса при выполнении условия os; -iTn , выше определенных в процессе работы устройства.

Кб