Устройство для прогнозирования надежности Советский патент 1978 года по МПК G01R31/30 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для прогнозирования надежности технических объектов по текущим значениям реализаций, представленных в виде непрерывных случайныхиродессов (СИ), деиствующих на эти объекты, а также сведений о предельных возможностях технических объектов, т. е. сопротивляемостях.

Известно устройство, в котором прогнозирование осуществляется иа основе экстраполяции СП на отрезок времени до очередного контроля ij. Подобная экстраполяция применима лишь к довольно гладким функциям и позволяет определить, в вероятностном смысле, значение случайной переменной в пределах отрезка времени, не превышающего интервала корреляции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для прогнозирования надежности, содержащее сумматор, соединенный с блоком управления и регистрирующим блоком, коррелятор, выход которого подключен к второму входу анализатора случайного процесса, который через вычислительный блок соединен с одним входом блока возведения в степень, второй вход которого соединен с выходом блока управления и с одним из

входов сумматора, а выход - с первым входом блока произведения, второй вход которого через блок дифференцирования подключен к входу сумматора, выходом связанного с регистрирующим блоком . Недостаток этого устройства заключается в невозможности учета текущей информации об отказах эксплуатируемых или испытываемых технических объектов.

Цель изобретения - повышение достоверности прогноза надежности. При эксплуатации или испытаниях технических объектов появляется возможность учета и накопления информации об их отказах и, в частности, регистрации значении случайных воздействий, при которых происходят отказы. Эти значения соответствуют статистическим величинам сопротивляемостей Ai технических объектов при i-x отказах. Определяя по величинам х статистическую функцию распределения F/, (-) со,v

противляемости можно уточнить сопротивляемость (х), полученную ранее на осX

нове анриорной информации. Подавая в устройство f (х) вместо F, (х), можно

.VX

существенно уточнить прогноз надежности 0 и тем самым повысить достоверность. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для прогнозирования надежности введены блок вычисления функции распределения и переключатель, первый вход которого является вторым входом устройства, выход соединен с входом блока дифференцирования, а второй вход - с выходом блока вычисления функции распределения, вход которого - это третий вход устройства. Блок вычисления функции распределения осуществляет определение статистической функции распределения / (х) на основе текущей информации о сопротивляемости. Переключатель позволяет подавать на блок дифференцирования либо значение априорной функции распределения сопротивляемости Fj (х) (при отсутствии информации об отказах), либо уточненную функцию распределения/д (х). На чертеже представлена блок-схема устройства для прогнозирования надежности. Устройство содержит коррелятор 1, анализатор 2 случайного процесса, вычислительный блок 3, блок 4 возведения в степень, блок 5 управления, блок 6 произведения, блок 7 дифференцирования, сумматор 8, регистрирующий блок 9, блок 10 вычисления функции распределения и переключатель 11. Устройство для прогнозирования надежности работает следующим образом. Информация о воздействии на технический объект в виде случайного процесса в форме непрерывного электрического сигнала и (t) поступает с входа устройства на вход коррелятора 1 и на первый вход анализатора 2. В корреляторе 1 определяется автокорреляционная функция случайного воздействия и по ней ее интервал корреляции AT. Интервал корреляции задается анализатору 2, в котором случайное воздействие разбивается на промежутки Ат, и затем в каждом из полученных промежутков определяется наибольшее значение. По выбранным значениям максимумов из интервалов разбиения исследуемого случайного воздействия U (t) блоком 3 определяется условная вероятность Ff(K) относительно гипотезы о том, что предельное (допустимое) значение воздействия принадлежит отрезку . Эта условная вероятность поступает в блок 4, где она возводится в степень л, задаваемую блоком 5 (п - глубина прогноза, выраженная через число интервалов корреляции случайного воздействия. С второго входа устройства на первый вход переключателя 11 поступают сведения о предельных возможностях исследуемого технического объекта в виде априорной функции распределения F,,(х} (при отсутствии информации об отказах). Если имеется информация о сопротивляемостях х отказавших технических объектов в процессе эксплуатации или испытаний, то значения X попадают с третьего входа устройства на вход 6v40Ka 10, где осуществляется определение статистической функции распределения сопротивляемости Р (х), которая подается на второй вход переключателя 11. С выхода переключателя 11 значения F,() или F,:(х) поступают через XX блок 7 на второй вход блока 6, на первый вход которого подается значение f/. (л;), вычисленное в блоке 4. Блоком 6 определяется величина l/д (x) (л;) или иX Ff(x)(х, которая затем суммируемXется К. раз в сумматоре 8. Значение К. задается сумматору 8 через его первый вход блоком 5. С выхода сумматора 8 на вход блока 9 поступает прогнозируемое значение функции надежности, вычисленное по формуле Лл(«) P..(x)YdF,{x} пfA IиX л(«) F,.(x)(x, x l и Положительный эффект, который дает изобретение, заключается в том, что оно позволяет учитывать текущую информацию об отказах эксплуатируемых или испытываемых технических объектов. Это дает возможность существенно повысить достоверность прогноза и устранить ощибки в прогнозировании функции надежности, которые могут достигать 20-30%. Величина устраняемой ошибки зависит, во-первых, от точности получения априорной функции распределения сопротивляемости; во-вторых, от объема выборки, по которой была определена статистическая функция распределения сопротивляемости. Формула изобретения Устройство для прогнозирования надежности по авт. св. № 559198, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности прогноза, в него введены блок вычисления функции распределения и переключатель, первый вход которого является вторым входом устройства, выход соеинен с входом блока дифференцирования, а второй вход - с выходом блока вычисления функции распределения, вход которого является третьим входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гаскаров Д. В. и др. Прогнозирование технического состояния и надежности радиоэлектронной аппаратуры. М., «Сов. рядио, 1974, с. 190, рис. 10.4.

2. Авторское свидетельство СССР № 559198, кл. G 01 R 31/28, 1975.

иШ