Устройство для прогнозирования надежности Советский патент 1980 года по МПК G06F17/00 G06F17/18 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для прогнозировани надежности технических объектов по текущим значениям реализаций, представленных в виде непрерывных случай ных процессов (СП) воздействия, а также по сведениям о предельных возмсекностях технических объектов, т.е. сопротивляемостях. Известно устройство для прогнози рования надежности 1, Недостатками этого устройства являются узкая область его применения в силу того, что прогнозирование в нем осуществляется на основе экстраполяции реализации СП для прогноза лишь на небольшие отрезки времени, и то, что недопустимые значения про гнозируемого параметра считываются известными и однозначно определенными (детерминированными), что снижает класс объектов, по отношению к которым это устройство может №ать применено. Кроме того оно не позволяет прогнозировать плотность распр деления функции надежности. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство для прогнозирования надежности, содержащее сумматор, соединенный с .блоком управления и регистрирующим блоком, коррелятор, выход которого соединен со вторым входом анализатора случайного процесса, который через вычислительный блок соединен .с одним В.ХОДОМ 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 котррого через блок дифференцирования соединен с входом сумматора, выход которого соединен с регистрирующим блоком. Это устройство позволяет прогнозировать среднее значение (точечный показатель) функции надежности, что соответствует, гарантийной вероятности fff 0,5 2. Недостатком данного устройства является невозможность прогнозирования плотности распределения функции надежности в определенный момент времени, что лишает его возможности оценивать прогнозируемые значения надежности с любой гарантийной вероятностью.

Цель Изобретения - расширение его функциональных возможностей за счет прогнозирования плотности распределения функции надежности.

Поставленная цель достигается тем что устройство для .прогнозирования надежности В1аедены второй вычислительный блок и блок деления, подключенные первыми входагли ко второму входу устройства, а вторыми входами - к -первому выходу первого вы.числительного блока, второй выход которого соединен с третьим входом второго вычислительного блокаг подкЛюченного четвертым входом к третьеMjjf входу устройства f пятым входом кф второму выходу блока управления, а:выходом - ко второму входу блок а произведения, третий вход которого соединен с выходом блока деления.

: Второй внп.1ислительный блок служит для определения переменной В по формуле

(1)

|м+| пп-еп{-епш)-х}

Б-ехр

я i

2.

где б .Д - среднее квадратическоё отклонение сопротивляемости; ш - аргумент плотности распределения функции надежности, изменяющийся от О до 1;

.. и соответственно параметры положения и масштаба, опрелеляющие закон распрелеления некоррепированаых наибольших значений СП воздействия; математическое ожидание соX протиэляемостиаБлок деления вычисляет величину А

в соответствии с формулой

J2)

) en ш ,/где с - константа, равная i/v2vi.

Прогнозируемые значения плотности (njOJUJ распределения 51з{п).для каждого интерзала корреляции; т ввдля лнзбог определенного момента времени, могут бвзть определены по формуле

iJj(n)(-) 3) На чертеже представлена блок-схем устройства для прогнозирования Hciдежности.

Схема содержит коррелятор 1, выход которого соединен с первым входо анализатора 2 случайного процесса, Вкод коррелятора 1 и второй вход анализатора 2. подключены к первому в|году устройства. Выход анализатора 2 «соединен со входом первого вычислительного блока 3, Первые входы блока 4 деления и второго вычислительного блока 5 подключены ко второму входу устройства, вторие входы которых соединены с первьам выходом первого вычислительного блока 3, Второй выход блока 3 подключен к TpeTbSNty входу блока 5, четвертый вход.которого соединен с третьим входом устройства, ПервыЯ- выход блока б управления подключен к первому входу блока 7 произведения, второй вход которого соединен с выходом второго вычислительного блока 5, подключенного пятым входом ко второму выходу блока 6 управления. Выход блока 4 деления соединен.с третьим входом блока 7 произведения , выход которого подключен к выходу устройства.

Устройство для прогнозирования надежности работает следующим образом.

Информация о воздействии на технический объект в виде СП в форме непррывного электрического сигнала U(t) поступает с входа I устройства на вход коррелятора 1 и на второй вход анализатора 2 случайного процесса Б корреляторе определяется автокорреляционная функция случайного воздействия, а по ней ее интервал корреляции At . Интервал корреляции задается анализатору 2 случайного процесса в котором случайное воздействие разбивается на промежутки Af и затем в каждом из полученных промежутков определяется наибольшее значение,Эти наибольшие значения поступают на вход первого вычислительного блока 3 В блоке 3 определяются параметры р и функции FU(и) распределения некоррелированных наибольших значений и СП воздействия U(t), которые подаюся на входы второго вычислительного блока 5. Параметр р поступает также на второй вход блока 4 деления. Блок 5 оценивает величину в соответствии с формулой () (математическое ожидание X и среднее квадратическоё отклонение сопротивляемости подаются на блок 5 соответственно с входов III и II устройства, а текущие значения глубины прогноза п - с блока б управления) о В блоке 4 деления определяется величина А по формуле (2)бл поступает на вход блока 4 с входа II устройства). Аргумент ш плотности распределения функции надежности задан с определенным шагом в блоках 4 и 5 в зависимости от требуемой точности. При поступлении с выходов блоков 4 и 5 обеих величин А и В на блок 7 произведения по команде с блока 6 управления осуществляется вычисление плотности распределения ( LU) ФУНКЦИИ надежности в соответствии с выражением (3).Определенные величины 9gj,( JJ) при различных текущих значениях глубины прогноза п подаются на выход устройства.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что оно позволяет определять плотность распределения функции надежности; Эт.о дает возможность прогнозировать надежность с любой степенью гарантии. Величина надежности, прогнозируемая с помощью известного с гарантийной вероятност ,5 может отличаться на 10-20% от значения надежности, прогнозируе мой ,95, обеспечиваемой предлагаемым устройством. Экономический эффект от внедрения изобретения в народном хозяйстве может быть оценен суммой ущерба, вызванного непредвиденными отказами технического объекта по причине прогнозирования надежности с более низкой сте пенью (fj 0,5) гарантии (имеется ввиду предотвращенный ущерб), Формула изобретения Устройство для прогнозирования надежности, содержащее последовательно соединенные коррелятор, анализатор случайного процесса и первы вычислительный блок, а также блок произведения, подключенный выходом к выходу устройства, а первым входо к первому выходу блока управления, причем вход кбррелятора и второй вход анализатора случайного процесса соединены с первым входом устройства, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй вычислительный блок и блок деления, подключенные первыми входами ко второму входу устройства, а вторыми входами - к первому выходу первого вычислительного блока, второй выход которого соединен с третьим входом второго вычислительного блока, подключенного четвертым входом к третьему входу устройства, пятым входом - ко втopo y выходу блока управления, а выходом - ко второму входу блока произведения, третий вход которого соединен с выходом блока деления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.ABtdpcKoe свидетельство СССР №386399, кл. G 01 К 31/30, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 559198, кл. G 01 R 31/28, 1975 . (прототип),

- ) fiOtn}lyu)