Устройство для определения количества запасных блоков Советский патент 1987 года по МПК G06F17/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении количества заказываемых запасных блоков техни-. ческой системы.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем определения количе.ства заказываемых запасных блоков с заданной доверительной вероятностью для обеспечения гарантированного уровня вероятности безотказной работы технической системы при случайном спросе.

R,

где Кд - колич ество заказываемых

запасных блоков с заданной доверительной 1вероятностью для обеспечения гарантированного уровня вероятности

Сущность изобретения состоит в том, что задается гарантированный уровень числа М запасных блоков и , моделируется случайный процесс убыли запасных блоков какого-то начального значения N. При числе запасных блоков меньше М (при котором вероятность безотказной работы не ниже гарантированной ) вырабатывается сигнал требования на пополнение ЗИП. В зависимости, от длительности интервала времени гарантированной работы Т,. изменяется количество поставляемых блоков ЗИП. Ч.м меньше бьшо Т, тем большее количество запасных блоков должно быть поставлено, так как идет интенсивный спрос.

Чтобы определить количество заказываемых загсасных блоков с заданной доверительной вероятностью для обеспечения гарантированного уровня вероятности безотказной работы, необходимо провести К выборок исходя из заданной доверительной вероятности и найти их среднее значение. (с

RJ/K,

безотказной работь техничес- 50 втором входе блока 9 устанавливается

напряжение U, пропорциональное за- R. - количество заказываемых за- данному уровню запасных блоков М,

при котором вероятность безотказной работы не менее гарантированной, и 55 посылается заказ на поставку запасных блоков. На первых информационных

К - количество выборок, удовлет- входах коммутатора 38 устанавливается напряжение Up, пропорциональное

кои системы;

количество заказываемых запасных блоков дпя обеспечения гарантированного уровня вероятности безотказной работы при j-й выборке; количество выборок, удовлетворяющее заданной доверительной вероятности.

количеству поставляемых запасных блоНа фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит генератор

экспоненциальных сигналов, первый 2 и второй 3 ключи, первый 4 и второй 5 компараторы, первьш элемент И 6, генератор 7 шума, блок 8 умножения, пороговый блок 9, второй элемент И 10, генератор 11 импульсов, третий 12 и четвертый 13 элементы И, первый счетчик 14, третий ключ 15, элемент НЕ 16, первьш:дифференцирующий элемент 17,-пер вый 18 и второй 19 триггеры, первый дешифратор 20, первый элемент ИЛИ 21, первый элемент 22 задержки, пятый элемент И 23, блок 24 сложения, второй дифференцирующий элемент 25, второй мент ИЛИ 26, второй элемент 27. задержки, третий 28- и четвертый 29 триггеры, третий дифференцирующий элемент 30, 0 естой 31 и седьмой 32 элементы И, второй счетчик 33, пятьш триггер 34, четвертый ключ 35, циф- роаналого.вый преобразователь 36, блок 37 задания постоянньпс коэффциентов, аналоговый коммутатор 38, аналоговый сумматор 39, пятый ключ 40, блок 41 деления, аналого-цифровой -преобразователь 42, второй дешифратор 43 и блок 44 отображения.

Устройство работает следуюш;им образом.

В момент времени t„ величина

переменной емкости в генераторе 1 устанавливается обратно пропорцип-.. нальной интенсивности отказа Я исследуемых блоков. Коэффициент деления счетчика 33 устанавливается равным-К, где К - число повторений моделирования процесса, необходимого для достижения заданной доверительной вероятности. С помощью блока 37 на первом входе ютюча 2 устанавливается I напряжение, пропорциональное исходному количеству запасных блоков N, на втором входе компаратора 5 и

количеству поставляемых запасных блоков в зависимости от длительности интервала времени гарантированной работы -Т . .

Б момент времени t {фиг,2а, в) на шину Пуск подается единичный импульс, что свидетельствует о начале работы устройства. Он поступает на вход элемента 30, с выхода которого поступает на установочньй вход счетчика 33, переводя его в нулевое состояние на нулевой вход триггера . На нулевом выходе триггера 34 будет присутствовать сигнал 1, который поступает на второй вз4од элемента 32, на единичном выход& триггера 34 - сигнал О, который поступает на второй вход ключа 35, запрещая тем самым прохождение информации с первого выхода счетчика 33 на вход первого цифроаналогового преобразователя 36, и на второй вход ключа 40, запрещая тем, самым прохож- .деиие информации с выхода сумматора . 39 на первый вход блока 41, Единич- ный импульс с выхода элемента 30 также поступает на единичный вход триггера 28, на единичном выходе которого появляется 1, на первый вход элемента 26, с выхода которого он подается на установочный вход счетчика 14, устанавливая его в нулевое состояние, а также на нулевой вход триггера 18, на единичном выходе которого будет присутствовать сиг нал о. Данный сигнал поступает на второй вход ключа 15, запрещая-тем самым поступление информации с выхода счетчика 14 на вход дешифратора 20, на нулевой вход второго триггера 19, на единичном выходе которого появляется сигнал О, поступающий на второй вход ключа З.и запрещающий прохождение информации с выхода блока 24 на первый вход генератора 1. Данной сигнал подается также на нулевой вход триггера 29, на единичном выходе которого появляется сигнал О, который поступает на первый вход элемента 32, с выхода которого напряжение О подается на второй вход элемента 10, запрещая тем самым прохождение информации с выхода блока 9 на вход элемента НЕ 16, и на вход элемента 17, Далее сигнал О с вы- хода элемента 31 поступает на второй вход генератора, запрещая; разряд емкости генератора 1, и. на второй вход элемента 12, запрещая прохождение импульсов с выхода генератора 1 на первый вход элемента 13, Сигнал 1 с единичного выхода триггера 28 поступает на второй вход ключа 2, разрешая тем самым поступление напряжения и. с первого вьпсода блока 37 на первый вход генератора 1 сигналов Разрешается заряд емкости генератора 1 до напряжения, пропорционального начальному значению количества запасных блоков N.

Когда емкость зарядится до напряжения больше порогового U, на выходе, компаратор а 5 появится напряжение 1, а когда емкость зарядится до напряжения U , то и на выходе компаратора 4 появится напряжение 1, вследствие чего на выходе элемента 6 появится напряжение 1, поступающее на вход элемента 25, с выхода которого единичный импульс поступает на второй вход элемент.а HJlIi 26, на вход элемента 27, на первый вход элемента 31 (импульс не будет проходить на его выход, так как на втором входе напряжение O V , на нулевой вход триггера 28, на единичном выходе которого появляется сигнал О, который поступает на второй вход первого ключа 2, запрещая тем самым прохождение напряжения поступающего на его первый вход.

Единичный импульс с выхода элемента 26 поступает на нулевой вход триггера 18, на нулевой вход триггера 19, на второй вход счетчика 14 и на нулевой вход триггера 29, оставляя состояние элементов без изменений, Единичный импульс с выхода элемента 27 через интервал времени С в момент времени tj поступает на единичный вход триггера 29, переводя его в противоположиое состояние,

На единичном выходе триггера 29 появляется напряжение 1, которое поступает на второй вход элемента 31 и на первый вход элемента 32, С выхода элемента 32 сигнал 1 поступает на второй вход элемента 10, разрешая тем самым прохождение напряжения с выхода блока 9 на выход элемента 10, а также на второй вход генератора I, разрешая разряд его емкости, и на второй вход элемента 12, разрешая прохождение импульсов с генератора 11 на первый вход элемента 13, Поскольку на вьгходе элемента 10 присутствует сигнал О,

на выходе элемента 16 будет сигнал I, который разрешает прохождение импульсов на выход элемента 13.и далее на первый вход счетчика 14 с выхода генератора 11. Моделирование случайного процесса убыли запасных блоков и подсчет числа импульсов с выхода генератора 11 счетчиком 14 (определение длительности интервала времени гарантированной работы Т,. ) идут синхронно, С течением времени напряжение на первом выходе генератора 1 изменяется по закону J - е (идет буль блоков на ЗИП с интенсив- ностью 1 ), Напряжение с первого выхода генератора 1 поступает на первый вход блока 8, где перемножается со случайным уровнем пгума U, поступившим на второй вход блока 8 с генератора 7. На первом входе блока 9 напряжение равно . В момент времени tj .(количество элементов в ЗИП стало равным м) на выходе блока 9 появляется напряжение 1 (фиг, 2б), которое поступает на первый вход элемента 10, на втором входе которого присутствует напряжение 1. На его выходе также появляет.ся напряжение 1, которое,, инвертируяс посредством элемента 16, поступает на второй вход элемента 13, запрещая тем самь1м прохождение импульсов с генератора 11 через элемент 12 на певый вход счетчика 14. Напряжение 1 с выхода элемента 10 поступает на вход элемента 17, С его выхода еди- ничньй импульс поступает на вход элемента 22 и на единичный вход триг

его в противопо Напряжение 1 с

гера 18, переводя ложное состояние, Напряжение единичного выхода триггера 18 поступает на второй вход ключа 15, разрешая считывание информации с первого счетчика 14 в дешифратор 20, С i-ro выхода дешифратора 20 (в зависимости от числа импульсов первого счетчика 14, число которых пропорционально длительности интервала Т ) напряжение 1 поступает на i-й адресный вход коммутатора 38, который коммутирует напряжение, поступающее на его i-й информационный вход, поступающее с соответствующего i-ro выхода третьих выходов блока 37 на его выход. Напряжение с выхода коммутатора 38 поступает на вход сумматора 39 (фиг, 5г), Напряжение в сумматоре 39 становится равным U п

о 5 о

Напряжение с выхода коммутатора 38 поступает также на второй вход блока 24, г де складывается с напряжением, поступающим с выхода блока 8, поэтому на выходе блока 24 и на первом входе ключа 3 будет на5

0

5

0

-Л

h 1

В МОпряжение , + и мент времени t 4 на выходе элемента 2 единичный импульс появится через время Т,.пропорциональное времени поставки блоков ЗИП, Напряжение с i-ro выхода дешифратора 20, пройдя через элемент 21, поступает на первый вход, элемента 23, На выходе элемента 23 появляется единичный импульс, который поступает на единичный вход триггера 19, на единичном выходе которого появляется напряжение 1, которое поступает на второй вход ключа 3 и открывает последний. Ёмкость генератора 1 дозаряжается на величину и ; , пропорциональную количеству поставляемых запасных блоков П., Когда данная емкость зарядится

.-И

+ и.

на выходо величины

дах компараторов 4 и 5 будут присутствовать напряжения 1. На выходе элемента 6 появляется напряжение 1, которое поступает на вход элемента

25,и единичный импульс с его выхода подается на второй вход элемента

26,на вход элемента 27, на нулевой вход триггера 28 (его состояние не изменяется ), поскольку на единичном выходе присутствует напряжение 1, на первый вход элемента 31 и далее, так как на его втором входе напряжение 1, Единичный импульс поступает на счетный вход счетчика 33, записывая в него 1, что свидетельствует о первой выборке, Единичный импульс с выхода элемента 26 поступает на нулевой вход триггера 29, переводя его в противоположное состояние, на его единичном выходе появляется напряжение О, которое поступает на первый вход элемента 32, Напряжение О с его выхода поступает на второй вход элемента 10, на второй вход генератора 1, запрещая тем самым разряд емкости, на второй вход элемента 12 запрещая прохождение импульсов с генератора 11 на его

55 выход. Далее единичный импульс поступает на второй вход счетчика 14, переводя его в нулевое состояние, на нулевой вход триггера 18. На его единичном выходе появляется напряжение О, которое поступает на второй вход ключа 15 и запрещает тем самым считывание содержимого счетчика 4 на вход дешифратора 20, Единичный импульс с выхода блока 24 поступает также на нулевой вход триггера 19, переводя его в противоположное состояние. Напряжение О с единичного выхода триггера 19 поступает на второй вход ключа 3, запрещая тем самым прохождение напряжения с выхода блока 24 на первый вход генератора 1, На выходе коммутатора 38 будет напряжение, равное нулю,, так как на одном выходе первого дешифратора 20 не будет присутствовать напряжение 1, так как ключ 15 .закрыт. В момент времени + на выходе элемента 25 появляется единичный импульс, кото- рый поступает на единичный вход триггера 29 и переводит его в противоположное состояние. Напряжение 1 с единичного выхода триггера 29 поступает на первый вход элемента 32. Напряжение 1 с его выхода поступает на второй вход генератора I и на второй вход элемента 12, разрешая тем самым начало второй выборки. Далее устройство работает аналогично описанному К раз.

После К-го повторения емкость ге нератора 1 заряжается напряжением

Ub,-U,,.

е- +

и h, после чего на выходе элемента 6 появится напряжение 1, которое поступает на вход элемента 25, с выхода которого единичный импульс поступает на первый вхо элемента 31 и появляется на его выходе, т.е. :на его втором входе присутствует напряжение 1 с выхода элемента 32. ,

Единичный импульс с выхода элемента 31 поступает на счетный вход счетчика 33, который записывает в сче Лик 33 число К. В старшем разряде счетчика 33 и, соответственно, на его втором выходе появлАется напряжение 1, которое поступает на единичный вход триггера 34, переводя его в противоположное состояние. Напряжение О с нулевого выхода триггера 34 поступает на второй вход элемента 32, запрещая тем самым появление на выходе элемента 32 напряжения 1 и прекращая дальшейшую работу устройства. Напряжение 1 с. единичного выхода триггера 34 поступает на второй вход ключа 35, рав

решая считывание содержимого счетчика 33 на вход аналого-цифрового преобразователя 36. Содержимое счетчика 33 поступает ца первый вход ключа 35 и далее на его выход и на выход аналого-цифрового преобразователя 36, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное содержимому счетчика 33. С выхода аналого-цифрового преобразователя 36 напряжение поступает на второй вход блока 41, Напряжение 1 с единичного выхода триггера ЗА поступает также на вто- рой вход ключа 40, разрешая тем са

мым прохождение с выхода сумматора.

k 39 напряжения U 39 II U д; , пропорk

ци напьного R IL, Rj , на первый вход блока 41, на выходе которого по0

5

0

5

0

5

является напряжение U

иЭ9

--, пропор- и 3J

циональное среднему значению количества запасных блоков при К выборках

k

R 0 ZL R ./к. ,-., J

Напряжение с выхода блока 41 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 42, на выходе которого будет цифровой код, пропорциональный входному напряжению, и далее через дешифратор,43 он отображается

на блоке 44,

На этом работа устройства заканчивается.

Формула изобретения

Устройство дпя определения количества запасных блоков, содержащее генератор экспоненциальных сигналов, три ключа, блок умножения, генератор шума, пороговый блок и первый элемент ИЛИ, первый информационный выход генератора экспоненциальных сигналов соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу генератора шума, а выход - к первому входу порогового бло0 ка, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем определения количества заказываемых запасных блоков с заданной довери5 тельной вероятностью для обеспечения гарантированного уровня вероятности безотказной работы технической системы при случайном спросе, в него введены два компаратора, семь элементов

И, блок сложения, генератор импульсов, два счетчика, элемент НЕ, три дифференцирующих элемента, пять триггеров, два дешифратора, два элемента задержки, второй элемент ИЛИ, четвертый и пятый ключи, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, блок задания постоянных коэффициентов, аналоговый коммутатор, аналого- вый сумматор, блок деления и блок отображения, выходы первого и второй ключей соединены с вторым входом первого компаратора, с первым управляющим входом генератора экспоненциаль- ных сигналов, второй информационный выход которого связан с первыми входми первого и второго компараторов, выход первого компаратора соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора, а выход - к входу второго дифференцир5пощего элемента, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, с входом второго элемента задержки, с нулевым входом третьего триггера и с первым входом шестого элемента И, выходом подсоединенного к счетному

входу второго счетчика, кодовый выход OQ информационными входами аналогового

которого связан с информационным входом .четвертого ключа, а выход старше-, го разряда - с единичным входом пятого триггера, единичный выход которого соединен с управляющими входами пятого ключа и четвертого ключа, выход которого связан с входом цифро- аналогового, преобразователя, выходом соединенного с вторым входом блока деления, первый вход которого подключен к выходу пятого ключа, а выход--; к входу аналого-цифрового преобразователя, выходом связанного с входом второго дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами блока отображения, выход блока умножения соединен с первым входом блока сложения, втброй вход которого соединен с выходом аналогового коммутатора, а выход - с информационным входом

35

коммутатора, а второй выход - с вторым входом второго компаратора и с вторым входом порогового блока, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выходом соединенного с входом элемента НЕ и с входом первого дифференцирующего элемента, выход которого связан с единичным входом первого триггера и через первый элемент задержки - с вторым входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а вход - с единичным входом второго триггера, выход элемента НЕ подсоединен к второ- 5 му входу четвертого элемента И, шина Пуск соединена с входом третьего дифференцирующего элемента, вход которой соединен с установочным входом

40

второго счетчика, с нулевым входом

управляющий вход кото- 50 пятого триггера, с единичным входом

третьего триггера и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевыми входами первого, второго и четвертого триггеров и с

второго ключа,

рого соединен с единичным выходом второго триггера, информационный и управляющий входы первого ключа соединены соответственно с первым выходом блока задания постоянных коэффици-55 установочным входом первого счетчика, ентов и с единичным выходом третьего нулевой выход пятого триггера соеди- триггера, выход второго элемента за- нен с вторым входом седьмого элемен- держки связан с единичным входом чет- та И,

вертого триггера, единичный выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента и с вторым входом шестого элемента И, с вторым управляющим входом генератора экспоненциальных сигналов и с вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а вьг ход - с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, кодовый выход которого связан с информационным входом третьего ключа, управляющий вход которого подсоединен к единичному выходу первого триггера, а выход - к входу первого дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и с соответствзтощими адресными входами аналогового коммутатора, выход которого подключен к входу аналогового сумматора, выходом соединенного с информационным входом пятого ключа, третьи выходы блока задания постоянных коэффициентов соединены с соответствующими

информационными входами аналогового

коммутатора, а второй выход - с вторым входом второго компаратора и с вторым входом порогового блока, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выходом соединенного с входом элемента НЕ и с входом первого дифференцирующего элемента, выход которого связан с единичным входом первого триггера и через первый элемент задержки - с вторым входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а вход - с единичным входом второго триггера, выход элемента НЕ подсоединен к второ- му входу четвертого элемента И, шина Пуск соединена с входом третьего дифференцирующего элемента, вход которой соединен с установочным входом