Устройство для определения оптимального значения времени регенерации ресурса системы Советский патент 1982 года по МПК G07C3/10 

расхода ресурса, блоки нелинейности, блок возведения в степень, элемент НЕ, второй элемент сравнения и счетчик, выход которого подключен к пepвo y входу первого элемента сравнения -и. к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами блока возведения в степень и блока умножения, второй вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения, который соединен с первым входом второго элемента И, выходпервого блока умноже,ния подключен к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока возведения в степень, второй вход которого через элемент НЕ. подключен к выходу первого блока нелинейности, который через вто рой блок нелинейности соединен с вторым входом второго блока умножения, выход которого подключен к; входу первого сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого через третий блок нелинейности подключен к первому входу интегратора, выход которого через четвертый блок нелинейности соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу,второго блока сравне-. ния, выходы которого соединены с первым входом третьего элемента И и с входом датчика времени, выход которого подключен к входу счетчика, к второму входу интегратора и к второму входу третьего элемента И, датчик расхода ресурса соединен с вторым входом первого блока сравнения,вторые входы второго сумматора и второго блока сравнения подключены к входу устройства, Любые материальные объекты (системы) можно рассматривать как объекты, имеющие ограниченный ресурс жизнедеятельности, который расходуется .ими в процессе функционирования.Система прекращает свое целевое функционирование в момент, когда ее ресурс полностью израсходован. В дальнейшем система простаивает до тех пор, пока не йолучит новую порцию этого ресурса. Очень важно при эксплуатации сиетем определить момент регенерации ресурса, чтобы избежать простои системы Пусть te() текущее время функ ционирования системы , r(t)- количест во ресурса, выделенного для нейтрализации возмущений в момент времени t. Считаем, что каждое возмущение требует для своей нейтрализации единицу ресурса. При этом возмущения при водят к нарушениям в системе, вызывающим ее простой. Будем полагать.также, что поток возмущений подчинен пуассоновскому закону и при этом известна Х(t) - интенсивность возмущений, требующая для нейтрализации часть ресурса r(t). Необходимость в пополнении ресурса наступает в тот момент времени, когда возмущение не удается устранить за счет имеющегося резерва- ресурса f(t), выделенного на нейтрализацию возмущений. В этом случае вероятность того, что в момент времени t не требуется исполнение ресурса, равна вероятности (t)$ r(t) того, что случайное число L(t) нарушений в системе в момент времени t будет не более имеющегося резерва ресурса r(t), т.е. PtUi}-K-b)-. (О Полагая, что нарушения устраняются в момент их появления и события, связанные с устранением нарушений в каждый момент времени, независимы, получаем следующее выражение для вероятности P(t) ) того, что в случайный момент времени f возникает необходимость пополнения ресурса из-за его нехватки, причем г t, где t - текущий момент времени. Будем иметь P(t) П Р(К), (2) к-1 где Р(К) определяется в соответствии с выражением (1). Прологарифмировав выражение (2), полагая едини- . цу измерения времени достаточно малой и переходя от дискретного времени к непрерывному, получим в пределе следующее, удобное для расчета, выражениеP(t) ехр ( J EuPCKjdK) о вероятности того, что на интервале времени от О до t не потребуется пополнение ресурса, откуда i-p((t) i- ехр (Хеирскзак есть вероятность того, что в момент времени t потребуется пополнение ресурса. Используя выражение (1), вероятность Q(t) запишем яа)Н-екр(). Оптимальный момент времени t, когда необходимо пополнить ресурс в системе, необходимо выбирать из условия, когда вероятность Q(t) того, что в момент времени t потребуется пополнение ресурса, превысит некоторую заданную вероятность P-j, т.е. будет выполняться QCt) Jf Р, т.е. выражение для момента времени t запишется .il-exp()/P,l. Информация, о моменте времени t , с которого следует производить регенерацию ресурса, позволяет более целенаправленно осуществлять процесс экс луатации системы и получать путем проведения своевременного восстановления ресурса максимум бремени ее по лезного функционирования. На чертеже приведена блок-схема устройства. Схема содержит датчик 1 времени, счетчик 2, осуществляющий подсчет числа Нарушений системы, датчик 3 расхода ресурса, первый элемент 4 сравнения, первый элемент И 5, первы блок 6 умножения с накоплением, шдчисляющий значение факториала,первый блок 7 нелинейности, реализующий функцию - .XCt) , элемент НЕ 8,второй блок 9 нелинейности, реализующий функцию , блок 10 возведения в степень, блок 11 деления, второй бло 12 умножения, первый сумматор 13, второй элемент И 14, третий блок 15 нелинейности, реализующий функцию . рЛ Шр-ха) |о i интегратор 16, четвертый блок 17 нелинейности, реализующий функцию ;ехр(ГеиЙ 7Г е ак второй сумматор 18 .второй элемент 19 сравнения, третий элемент И 20, регистратор 21 ; Устройство работает следующим образом. В процессе функционирования систе мы На нее в каждый момент времени, .текущее значение которого вырабатывается датчиком 1 времени,воздейству ют различные возмущения, которые приводят к нарушениям системы,вызывающим ее простой. При этом датчик 1 времени с шагом дТ задает в порядке нарастания последовательность возможных значений времени ,) +дТ, которые характеризуют возможный момент регенерации ресурса систег-и.В счетчике 2 осуществляется подсчет числа нарушений, требующих для своего устранения соответствующе количество единиц ресурса, поступающего из датчика 3 расхода ресурса на первый вход первого элемента 4 сравнения. На второй вход которого посту пает с выхода счетчика 2 количество нарушений в системе в данный момент времени. В первом элементе 4 сравнения сравнивается величина r(t) ресур са на нейтрализацию возмущений в сис теме с количеством нарушений i в сис теме. В случае, когда ресурса на ней рализацию вoз тyщeний окажется не менее числа i нарушений в данный момен времени, т.е. rCty/i), управл5пбщий сигнал с первого выхода первого элемента 4 сравнения поступает пЪ. первы вход первого элемента И 5, на второй вход которого с выхода счетчика 2 по ступает значение i числа нарушений в системе в данный момент времени, С выхода первого элемента И 5 значение числа нарушений в системе в данный момент времени поступает на второй вход первого блока б умножения, в котором подсчитывается значение факториала величины i, т.е. вычисляется iJ. Выход датчика 1 времени также соединен с входом первого блока 7 нелинейности, реализующего функцию -A.(t), т.е. определяющего взятое с обратным знаком значение интенсивности поступления возмущений в систему в каждый момент времени, вырабатываег ый датчиком 1 времени. С выхода первого блока 7 нелинейности значение величины - /L(t) поступает на элемент НЕ 8, а также на вход второго блока 9 нелинейностей, реализующего функцию , с выхода элемента НЕ 8 значение величины ) поступает на второй вход блока 10 возведения в степень, на первый вход которого с выхода первого элемента И 5 поступает значение i числа нарушений. Вычисленное в блоке 10 возведения в степень значение величины A. (t) поступает на второй вход блока 11 деления, а на первый вход блока 11 деления с выхода первого блока 6 умножения поступает значение i. С выхода блока 11 деления значение величины е поступает на первый вход второго блока 12 умножения, в котором оно умножается на значение величины г поступающее с выхода второго блока 9 нелинейности на второй вход второго блока 12 умножения. Вычисленное во втором блоке 12 умножения значение величины Xtt) -X(t; поступает на первый вход первого сумматора 13, на второй вход которого подается-сигнал, устанавливающий его перед начёшом работы в нулевое состояние. В первом сумматоре 13 на второй вход подается сигнал, устанавливающий его перед началом работы в нулевое состояние. В первом сумматоре 13 с течением времени по мере расходования ресурса r(t) на нейтрализацию возмущений будет накапливаться значение величины d ) -Л(-Ь) , -п которое с выхода nepBofcr сумматора .13 поступает на первый вход второго элемента И 4, Когда в первом элементе 4 сравнения окажется, что весь запас ресурса г(t) в момент времени израсходован на нейтрализацию возмущений, т.е. будет выполняться неравенство r(t) i, то со второго выхода первого элемента 4 сравнения управляющий сигнал поступает на первый вход первого блока б умножения, устанавливающий его в исходное (единичное) состояние, а Также на второй вход второго элемента И 14. При этом с выхода вто рого элемента И 14 вычисленное в пер вом сумматоре 13 значение величины поступает на вход третьего бтока 15 нелинейности, реализующего е,Ф функцию -0 . Вычисленное в третьем блоке 15 нелинейностей значение подается ка первый вход интегратора 16f на второй вход которог с выхода датчика 1 времени поступает значение текущего значения времени, являющегося верхним пределом интегри рования С выхода интегратора 16 зна i - - гем -xctbv чение величины . аКпоступает на вход четвертого блока 17 нелинейности, реализующего функцию . , /t КО A.4t) -лаьл ехр1еи.1. -п-е dKj о л-О значение которой с выхода четвертого- блока 17 нелинейности поступает на первый вход второго сумматора 18, на второй вход которого поступает значение константы 1, Во втором сумматоре 18 вычи ляется значение вероятности ) -X(t) ,-fc П -i-e(lbi того, что в момент времени t потребуется пополнение ресурсао Вычислен ное значение величины Q(t) с выхода второго сумматора 18 поступает на первый вход второго элемента 19 сра нения, в котором оно сравнивается со значением заданной вероятности Р поступающим на второй вход второго элемента 19 сравнения. В случае,ког да окажется, Q(t) Р5, то с его первого выхода управляющий сигнал поступает на вход датчика 1 времени на выдачу очередного значения времени и устанавливающее все элементы устройства в исходное нулевое состояние. Если же во втором элементе 19 сравнения окажется, что Q(t)7/ Рт,, то с его второго выхода управляющий сигнал поступает на второй вход тре тьего, элемента И 20, с выхода которого снимается поступающее на его вход с выхода датчика 1 времени текугцее значение времени f, являющее ся моментом времени, когда необходи мо осуществлять регенерацию ресурса в системе. Значение этого времени подается на вход регистратора 21, сигнализируя о необходимости начать процесс регенерации ресурса. Работа устройства на этом заканчивается. Положительный эффект заключается в том, что предлагаемое устройство позволяет увеличить время полезного функционирования системы путем определения своевременного момента регенерации ресурса. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства можно оценить величиной предотвращения ущерба, вызванного срывом запланированных работ из-за простоя системы в связи с отсутствием ресурса. Формула изобретения Устройство для определения оптимального значения времени регенерации ресурса системы,, содержащее датчик времени, выход которого подключен к входу первого блока нелинейности, первый элемент сравнения, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И, блоки умножения, блок деления, выход которого подключен к первому входу первого блока умножения, сумматоры, интегратор и регистратор, вход которого соединен с выходом третьего элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены датчик расхода ресурса, блоки нелинейности, блок возведения в степень, элемент НЕ, второй элемент сравнения и счетчик, выход которого подключен к первому входу первого элемента сравнения и к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами блока возведения в степень и блока умножения, второй вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения, который соединен с первым входом второго элемента И, выход первого блока умножения подключен к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока возведения в степень, второй вход которого через элемент НЕ подключен к выходу первого блока нелинейности, который через второй блок нелинейности соединен с вторым входом второго блока умножения, выход которого подключен к входу первого сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого через третий блок нелинейности подключен к первому входу интегратора, выход которого через четвертый блок нелинейности соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения,выходы которого соединены с первым входом третьего элемента И и с входом датчика времени, выход которого подключен к входу счетчика, к второму входу интегратора и к второму входу третьего элемента И, датчик расхода ресурса соединен с вторым входом первого блока сравнения, вторые входы второго сумматора и второго блока

сравнения подключены к входу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 783815, кл. G 97 С 3/10, 1979. ,

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2892053/18-24, кл. G 07 С 3/10, 1980 (прототип).

ji