Устройство для статистического моделирования сложных систем Советский патент 1987 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании контролируемых и восстанавливаемых сложных систем.. .

Цель изобретения - расширение функг циональных возможностей за счет моделирования процесса восстановления с учетом глубины контроля элементов сложной системы.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов отказов,

«О

-остояние, отпирая тем самым ключевые схемы 7 , . .., 7. ,..., 7, опро- кидьшает в исходное состояние триггер 13 результата и запускает одно- /вибратор 2, которьй открывает элемент ,11 3 на заданное время, соответствующее времени работы системы. В течение этого времени импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов отказов поступают на вход генератора 4 и запускают его. При этом с приходом каждого запускающего импульса на выходе генератора 4 формируется одно случайное число, которое поступает

одновибратор 2, элемент И 3, генера- 5 на входы дешифратора 5, где дешифруется и по соответствующей шине i опрокидывает тот триггер регистра 6 памяти, номер которого соответствует номеру выходной шины дешифратора 5.

тор 4 случайного номера отказавшего ч элемента, дешифратор 5, регистр 6 памяти, группу 7 ключевых элементов, элемент 8 задержки, первый элемент 9 запрета, формирователь 10 импульсов, 20 .При этом запирается ключ 7/ , что со- второй элемент 11 запрета, генератор ответствует отказу i-ro элемента 12 случайных временных интервалов вое- сложной системы, становления, триггер 13 результата. Каждый запускающий импульс задерживается элементом 8 задержки на вре-

наборное поле 14, генератор 15 случай ных напряжений и группу пороговых элементов 16.

эУстройство ориентировано на восстанавливаемые сложные системы, для которых существенный интерес представляют показатели надежности на конец времени эксплуатации и характерно следующее: система содеряшт m различчых элементов: появление количества- отказов элементов 0,1,2,3,,.. ,т и время появления каждого отказа в Пре- делах всего времени эксплуатации системы подчиняются любым заданным законам распределения, в том числе по- лученнпм экспериментально 5в процессе . эксплуатации работоспособность системы непрерывно контролируется; глубина контроля элементов систе1 1ы (вероятность обнаружения отказов элемен- - тов) различна и может лежать в пределах О - 1; в случае потери работоспособности система немедленно восстанавливается, обнаружение и устранение отказов элементов зависит от глубины контроля этих элементов; вре25

живается элементом 8 задержки на вре

30

мя от момента генераьщи случайного числа в генераторе.4 до момента запирания соответствующей ключевой скемь и подается на вход моделирующей, набранной на наборном поле, схе мы для испытания ее на проводимость, и на вход элемента 9 запрета. Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и выходом отлична от нуля, что соответствует работоспо- 35 собному состоянию сложной системы,

этот импульс появляется на выходе мо - делирующей схемы и поступает на управляющий вход элемента 9 запрета. При этом он запирается и импульс с его входа на выход не поступает.

Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и вькодом рав на нулю, что соответствует отказу сложной системы, запирающего импульс на управляющем входе элемента 9 не будет, и импульс с информационного входа поступает на его выход.

Факт отказа сложной системы фикси руется, таким образом, наличием им40

45

мя восстановления подч1:няется любому пульса на выходе элемента 9 запрета.

заданному закону распределения, в том числе полученному экспериментально.

Устройство работает следую1цим об- разом.

Сигнал опроса, соответствующий статистической реализации, устанавливает регистр 6 памяти в исходное

-остояние, отпирая тем самым ключевые схемы 7 , . .., 7. ,..., 7, опро- кидьшает в исходное состояние триггер 13 результата и запускает одно- /вибратор 2, которьй открывает элемент ,11 3 на заданное время, соответствующее времени работы системы. В течение этого времени импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов отказов поступают на вход генератора 4 и запускают его. При этом с приходом каждого запускающего импульса на выходе генератора 4 формируется одно случайное число, которое поступает

ется и по соответствующей шине i опрокидывает тот триггер регистра 6 памяти, номер которого соответствует номеру выходной шины дешифратора 5.

.При этом запирается ключ 7/ , что со- ответствует отказу i-ro элемента сложной системы, Каждый запускающий импульс задер

живается элементом 8 задержки на вре-

мя от момента генераьщи случайного числа в генераторе.4 до момента запирания соответствующей ключевой скемь и подается на вход моделирующей, набранной на наборном поле, схемы для испытания ее на проводимость, и на вход элемента 9 запрета. Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и выходом отлична от нуля, что соответствует работоспо- собному состоянию сложной системы,

этот импульс появляется на выходе мо- делирующей схемы и поступает на управляющий вход элемента 9 запрета. При этом он запирается и импульс с его входа на выход не поступает.

Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и вькодом равна нулю, что соответствует отказу сложной системы, запирающего импульса на управляющем входе элемента 9 не будет, и импульс с информационного входа поступает на его выход.

Факт отказа сложной системы фиксируется, таким образом, наличием им

Этот импульс запускает генератор 12 случайных временных интервалов, на выходе которого формируется импульс напряжения случайной длительно.ти, соответствующей времени восстановления системы в данной статистической реализации, который запускает генератор 13 случайных напряжений Импульс

с генератора 15 случайных напряжений поступает на входы пороговых элементов группы пороговых элементов 16. Длительность импульса определяется длительностью восстановления, а ампли-5 туда случайна и определяет вероятность обнаружения отказа элемента. Порог, установленный на i-м элементе,соответствует глубине контроля (требуемой вероятности обнаружения отказа) i-ro О элемента сложной системы.

В этом случае, если импульс с генератора 15 случайных напряжений ниже порога чувствительности Г-го порогового элемента, то i-й триггер регист- 5 ра 6 памяти удерживается в состоянии, соответствующем отказу элемента,одновременно на время восстановления запирается элемент 11 запрета.

т.е. триггер в исходном

триггер 13 не пройдет, 13 результата остаются состоянии. Этот случай соответствуе тому, что в момент конца работы сис тема неработоспособна. Такая реализ ция считается неуспешной.

Если запирающего напряжения на входе элемента 11 запрета нет, то импульс с его информационного входа поступает на выход и опрокидьюает триггер 13 результата. В этом случае считается, что в момент окончания работы система работоспособна, а сама реализация успешна.

Таким образом, анализируя состояние триггера результата в каждой ре ализации цикла статистических испы ;таний можно получить оценку надежнос ти сложной системы на момент окончаТаким-образом, по окончании времен-20 ния ее работы с учетом восстановле

ного интервала восстановления, соответствующего времени восстановления системы, восстанавливаются не все элементы системы, а только те, глубина контроля (вероятность обнаружения отказа) которых, набранная на пороговых элементах, оказалась пороговой генератора 15 случайных напряжений.

В результате в системе могут остаться невосстановленными отказавшие элементы, и в следующий после восстановления этап эксплуатации система вступит, уже имея неисправности (отказы элементов). С ростом же количества накопленных в системе неисправ ностей растет и вероятность того,что появление следующий неисправности может привести к отказу всей системы в целом и ее снова придется восстанавливать, а увеличение количества восстановлений системы в процессе ее эксплуатации .может существенно ухудшить ее качественные показатели, в частности показатели ее надежности.

По окончании времени моделирования задним фронтом импульса с выхода одно вибратора 2 запускается формирователь 10 импульсов,который формирует на выходе один импульс, момент появления которого соответствует времени окон- чания статистической реализации .(работы системы). Этот импульс поступает на вход второго элемента 11 запрета. Если в момент окончания статистической

реализации система находится в режиме 55 пуска формирователя импульсов и парвосстановления, то элемент 11 запрета по напряжению с выхода генератора 12 . и импуль ; от формирователя 10 на

т.е. триггер в исходном

триггер 13 не пройдет, 13 результата остаются состоянии. Этот случай соответствует тому, что в момент конца работы система неработоспособна. Такая реализация считается неуспешной.

Если запирающего напряжения на входе элемента 11 запрета нет, то импульс с его информационного входа поступает на выход и опрокидьюает триггер 13 результата. В этом случае считается, что в момент окончания работы система работоспособна, а сама реализация успешна.

Таким образом, анализируя состояние триггера результата в каждой ре ализации цикла статистических испы- ;таний можно получить оценку надежности сложной системы на момент оконча0

5

0

НИИ как отношение количества успешных реализаций к объему выборки.

Формула изобретения

Устройство для статистического моделирования сложных систем, содержащее регистр памяти, триггер результата, наборное поле, группу ключевых элементов, одновибратор, формирователь импульсов, генератор случайного потока импульсов отказов, дешифратор, .генератор случайных временных интервалов восстановления, элемент задержки, элемент И, два элемента запрета и генератор случайного номера отказавшего элемента, группа выходов которого через дешифратор соединена с группой разрядных входов регистра памяти соответственно, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых элементов, информационные входы и выходы которых соединены с соответствующими контактами наборного поля, соединяемыми в соответствии с топологией моделируемой системы и подключенными соответственно к информационному и управляющему входам первого элемента запрета, вход одновиб- ратора является входом запуска устройства и соединен с установочным входом регистра памяти и нулевым входом триггера результата, а выход одновибратора подключен к входу за-

вому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов отказов, а выход подключен к входу генератора случайного номера отказавшего элемента и через элемент задержки - к информационному входу первого; элемента запрета, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных временных интервалов восстановления,выход которого подключен к управляющему входу второго элетем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса восстановления с учетом глубины контроля элементов сложной системы, оно дополнительно содержит генератор случайных напряжений и группу пороговых элементов, выходы которых подключены соот-, ветственно к входам установки в исходмента запрета,информационный вход ко- Ю ное состояние разрядов регистра памя- торого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с единичным входом триггера результата, единичный выход -которого является выходом устройства, отличаюпдееся

J5

ратора случайных напряжений, вход запуска которого подключен к выходу генератора случайных временных интервалов восстановления.

Редактор И. Шулла

Составитель В. Фукалов Техред М.Ходанич

Заказ 7269/49Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса восстановления с учетом глубины контроля элементов сложной системы, оно дополнительно содержит генератор случайных напряжений и группу пороговых элементов, выходы которых подключены соот-, ветственно к входам установки в исходное состояние разрядов регистра памя-

ное состояние разрядов регистра памя-

ратора случайных напряжений, вход запуска которого подключен к выходу генератора случайных временных интервалов восстановления.

Корректор Е. Сирохман

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании контролируемых и восстанавливаемых сплошных систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования процесса восстановления с учетом глубины контроля элементов сплошной системы. Устройство содерхсит одновибратор, формирователь импульсов, генератор случайного потока импульсов отказов, элемент И, два элемента запрета,элемент задержки, триггер результата, генератор случайных напряжений, группу пороговых элементов, регистр памяти, дешифратор, генератор случайного номера отказавшего элемента,группу ключевых элементов, наборное поле,ге- кератор случайных временных интерва- tg нов восстановления. 1 ил. . (Л to 00 Ь5 СЛ СЛ