Устройство для прогнозирования надежности Советский патент 1981 года по МПК G01R31/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОПЮЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ

Изобретение относится к вычислите ной технике и автоматике и может быт использовано для прогнозирования.на дежности технических объектов по тек щим значениям реализаций, представленных в виде непрерьшных случайных процессов (си) воздействия, а также по сведениям .о предельных возможностях технических объектов, т.е. сопротивляемостных изменякяцихся во времени. Известно устройство для прогнозирования надежности СП. Недостаток его состоит в том, чт прогнозирование в нем осуществляется на основе.экстраполяции реализации СП на отрезок времени до очередного контроля. - Подобная экстраполяция применима лишь к довольно гладким функциям и позволяет определить, в вероятном-смысле, значение случайной переменной в пределах отрезка, времени, не превышающего интервала корреляции. Известно также, другое устройство для прогнозирования надежности С23. Недостатками era является узкая область применения в силу того,.что прогнозирование, в нем осуществляется на основе экстраполяции реализшфш СП для прогноза лишь, на небольшие отрезки.времени, и то, что недопустимые значения прогнозируемого параметра считаются известными и однозначно определенны а{ (детерминированными ), что снижает класс объектов, по отношению к которым это устройство .может быть применено. В действительности,, в подавляющем большинстве случаев, предельное значение прогнозируемой, величины, является, неопределенным или случайным. Кроме того, перечисленные аналоги не позволяют при прогнозировании надежности учитывать изменение во времени сопротивляемоати технического объекта.

Наиболее близким .техническим решением к.предлагаемому,является -устройство для прогнозирования надежности, содержащее .коррелятору вькод которого соединен с первым входом анализатора случайного.процесса, а выход - со вторым .входом анализатора случайного процесса, выход которрго через вычислительньА блок соединен.с первым входом кблока возведения в степень, .второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход - с первым входом блока произведения, второй вход которого соеда{нен с блоком дифференцировання, а выход - с вторым входом сумматора, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а выход - с регистрирую-, щим блоком СЗ.

Недостатком устройства является невозможность учета при прогнозировании надежности -изменения, сопротивляемости- технического, объекта. Этот недостаток вызван.отсутствием возможности х)щ еделения-текущих значений сопротивляемости,, а, также неучетом 3 то го изменения в-процессе прогнозированиянадежности.техничесч кого объекта.

Цель изобретения - повшпение точности прогноза.за счет изменения. во времени сопротивляемости, при прогнозировании надежности - технического объекта.

Изменение сопротивляемости, ее математического ожидания ОС, можно оценить как функцию числа.интервалов корреляции П .(глубины прогноза) в соответствии с формулой:

Мйе . - значе1те.математического

ожидания в начальный момен времени (при П 0 Х и6- постоянные, определякацие

закон изменения, сопротивляемости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для прогнозирования надежности с учетом изменения сопротивляемости снабжено блоком вы читания, блоком переменных козф я циентов () и блоком промезкуточыой памяти (Б1Ш), причем первый и второй входы ВПК соединены соответственно с третьим и четвертым.входами устройства, третий вход .- с первым выходом лока управления, а-выход - со вторым.входом блока вычитания первый вход которого- соединен со вторым ВХОДОМ устройства, а выход - со вторым -входом вычислительного блока, выход которого соединен со вторыми входами Б1Ш и блока произведения, второй выход которого подключен к первому.входу БШ1, выход.ко- торого соединен ч: третьим.входон блока произведения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого -устройства для прогнозирования надежности.

Устройство для прогнозирования

содержит коррелятор 1,-выход которо-. го соединен с первым входом-анализатора 2 случайного процесса а вход является йервым -входом устройства. Анализатор 2 своим вторым входом подключей к первому входу устройства, а-ВЫХОДОМ -г. к первому-входу вычисли-тельного блока 3. Второй вход блока 3 соединен .с выходом блока 4 вычитания, первый вход KOifoporo подключен

ко второму входу устройства,- а вто- . рой вход - к выходу ВПК 5..Первый и второй входы ВПК соединены соответственно с третьим и четвер.тым входами устройства, а третий вход - с

первым выходом блока 6 управления, второй выход которого.подключен к первому входу сумматора 7. Выход сумматора соединен, с выходом устройства, а второй вход - с первым выходом блока 8 произведения, второй выход которого подключен к первому входу БШГ 9, первый вход - через

блок 10 дифференцирования- к пятому

входу устройства,, второй вход - к выходу вычислительного, блока 3, а третий - к выходу Ш 9. Второй вход БШ1 соеданен с выходом вычислительного блока 3.

Устройство для прогнозирования надёжжх:ти работает следующим образом. Информация -о воздействии на -тех- нический объектг например давление, температура,, вибрещия и т.п. В-виде СП в форме-непрерывного злектрического сигнала U(t) поступает с входа

1устройства -на вкод-ксфрепятора 1 и на второй вход-анализатора 2 случайного щ оцесса.,. В корреляторе определяется, автокорреляционная функция

случайного воздействия, а по ней

ее интервал корреляции Д С . Интервал корреляции задается анализатору

2случайного процесса, в котором случайное воздействиеразбивается на промежутки ut , и затем в каадом из полученных промежутков-определяется наибольшее значение..Эти наибольшие значения поступают на первый вход вычислительного блока 3 На первый и второй входы БПК 5 с входов 1Н и .IV устройства соответ ственно поступают постоянные СХ и 6 , определяющие скорость изменения сопротивляемости. На третий вход блока 5 подаются текущие значения числа интервалов корреляции П , глубина прогноза с первого выхода блока 6 управления. В БПК 5 оценивается величина СХиЬ, которая засьшается на второй вход блока 4 вычитания. На первый вход блока 4 подается с входа II устройства значение Od математического ожидания сопротивляемости при . В блоке 4 вычитания, определяется величина OCrt текущего значения математического -ожидания сопротивляемости. Вычисленные значения CXVi яв лякщиеся аргументом условной функции распределения внещнего воздействия Р0(ог) (,2,..,,п), поступают на второй вход вычислительного блока 3, в котором определяются условные вероятности (функции распределения ) FQ(ocp, Эти значения вероятности поступаю на второй вход блока 8 произведения где при помощи БШ1 .9 формируется пр изведение с накоплением, т.е. величина . .nlFQCXj) Следукжчая величина fh (осЛ направя ется на первый регистр блока 5 чере второй вход. Одновременно эта - величина является управляющим сигналом для БПП 9 через его второй вход. По этому управляющему сигналу с выхода БПП на второй регистр блока и произведения через его третий вход поступает результат произведения предыдущих величин FG(OCi) (этот результат засылал ся с выходного регистра блока 8 чер его второй выход на первый йход БШ 9). После перемножения Л УСЛОВНЫХ вероятностей .на первый регистр блока 8 через его первый вход поступают со входа V устройства через блок 10 дифференцирования сведения о. предельных возможностях технического объекта в виде функции распр «деления- сопротивляемости Tc(pc) в начальный момент.времени. Таким образом, с вьрсодного -регистра блока 8 произведения через его первый выход на второй вход сумматора 7 подается величина nrFQCocj)ldF5.(x) . которая суммируется как. К раз (К задается блоком 6 управления.в зависимости от требуемой точности вычисления). Таким образом, на выходе сумматора 7 формируется величина вероятности безотказной работы (надежности) R (у) технического объекта в соответствии с .формулой ,tp,tFo(aci)ldF(ac)} .Прогнозируемое значение надежности подается на выход устройства. Положительный эффект, которь дает предлагаемое изобретение заключается в том, что. оно позволяет учитывать изменение сопротивляемости тех нического объекта и тем самым, в отличие от известного, уменьшить оакбки в прогнозировании надежности. Поскольку сопротивляемость, как i aвило, имеет тенденцию к снижению (имеет место старение технического объекта), то предлагаемое изобретение устраняет сапибку в сторону завыщения функции надежности.. Положительный эффект проявляется в возможности устранения последствий непредвиденных отказов технического объекта. Экономический эффект S от внедрения предлагаемого изобретения может быть оценен по следующей фориуле: , где S-I стоимость простоя технического объекта; Sa стоимость вышедших из строя узлов и элементов.технического объекта; стоимость работы инженернотехнического персонала по восстановлению технического объекта. Формула изобретения Устройство для прогнозиравания надежности, содержащее последовательно 8 соединенные коррелятор,, анализатор случайного процесса, второй -вход которого соединен с первьм входом устройства, и вычислительный.блок, блок управления, а также последовательно соединенные блок дифференцирования, блок произведения и сумматор,, другой вход которого подключен- ко второму выходу блока управления, а выход - к выходу устройства, о т л и ч а ю щ е & с я тем, что, с целью, повышения точности прогноза, оно -содержит блок промежуточной -памяти, блок вычитания и блок переменных,,коэффициентов, первый и второй входы которого соедииены соответственно с третьим и четвертым входами устройства, третий вход - с первым выходом блока управления, а выход - со вторым входом блока вычитания первый вход. которого соединен со вторым входом. устройства, а выход - со вторым входом вычислительного блока, выход которого соединен со вторыми входами блока 1фомежуточной- памяти и. блока произведеиия, второй выход которого подключен к первому входу блока промежуточной, памяти, выход которого соединен с третьим входсм блока произведеиия. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свцдетельство СССР 207471, кл. G 01 R 31/28, 1966. 2« Авторское свидетельство СССР 386399, кл, G 01 R 31/30, 1970. 3. Авторское свцдетельство СССР М 559198, кл. G 01 R 31/28, 1975 4 (прототип)..