Устройство для определения характеристик надежности технических объектов

Устройство для определения характеристик надежности технических объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к моделированию и вычислительной технике и может быть использовано для определения надежностных характеристик технических объектов. Цель изобретения - повышение точности определения среднего времени безотказной работы объекта. Устройство содержит блоки памяти 1, 4, сумматоры 2, 8, 9, блоки 3, 10 деления, блоки 5, 7, 11 умножения и блок 6 возведения в квадрат. Устройство обеспечивает вычисление оценки на основе оригинального математического подхода, что обеспечивает учет всей информации о функциональных характеристиках объектов. 1 ил.

СО>ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИ АЛИС ТИЧЕ СКИХ

РГСПУБЛИК (я)ю G 06 F 15/46

ГОСУДАРСТВЕ Н 1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ (КНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0 4

ЬЭ

Ф

ЬЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687146/24 (22) 05.05.89 (46) 23.08.91. Бюл. ¹ 31 (72) В.Н, Арсеньев (53) 621.396 (088,8) (56) Росин К.Ф., Булыгин В.С. Статистическая динамика и теория эффективности систем управления, М.: Машиностроение, 1981, с, 252.

Гнеденко Б.В. и др. Математические методы в теории надежности — М„ Наука, 1965, с. 92. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

„„ 4 „„1672472 А1 (57) Изобретение относится к моделированию и вычислительной технике и может быть использовано для определения надежностных характеристик технических объектов. Цель изобретения -- повышение точности определения среднего времени безотказной работы объекта. Устройство содержит блоки памяти 1, 4, сумматоры 2, 8, 9, блоки 3, 10 деления, блоки 5. 7, 11 умножения и блок 6 возведения в квадрат. Устройство обеспечивает вычисление оценки на основе оригинального математического подхода, что обеспечивает учет всей информации о функциональных характеристиках объекта. 1 ил.

1672472 (5) — LM +ND (М M +ND (Л. N + 1,, )г р + г"

y(aqua N) (М 2+NDP)M, м, — (N

Mc =—

N =1

55 (3) (8) р с (о .!1 (M„M, + ГJ I)q )

Изобретение относится к моделированию и статистической обработке результатов испытаний и может быть использовано для определения характеристик надежности различных объектов. 5

Цель изобретения — повышение точности определения среднего времени безотказной работы объекта.

Устройство обеспечивает формирование оценки среднего времени безотказной 10 работы с учетом априорной информации о надежности в соответствии с соотношением где Мр — расчетная оценка математического ожидания среднего времени безотказной работы. полученная при теоретическом исследовании надежности обьекта:

Dp — дисперсия оценки Мр, и тем самым обеспечивает повышение точ- * ности оценки среднего времени безотказной работы исследуемого обьекта.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти времен безотказной работы объектов, первый сумматор 2, первый блок 3 деления, блок 4 памяти расчетных значений математического ожидания и дисперсии времени безотказной работы объектов, первый блок

5 умножения, блок 6 возведения в квадрат, второй блок 7 умножения, второй 8 и третий

9 сумматоры, второй блок 10 деления и тре-, тий блок 11 умножения.

Работу устройства можно пояснить с помощью следующих теоретических рассуждений.

Рассмотрим некоторый объект с экспоненциальным законом надежности, т. е. будем полагать, что плотность распределения времени безотказной работы имеет вид р(1) =Лехр (— Лт ), (2) где Л вЂ” интенсивность отказов объекта, Пусть испытано N образцов рассматриваемого обьекта, причем время безотказной работы i — го объекта составило tl.

Тогда среднее время безотказной работы равно

В соответствии с выражением (2) плотность распределения оценки М имеет вид

„,(М) cJ MN N Л М

f (N) (4) где 4 = 1/М,;

Г () — гамма — функция.

Возьмем в качестве априорной плотности распределения плотность у распределения (M) = M+e — м//3Р

Г(а +1)P "Р где стр = Mp /Dp 1;

Рр = ор/м,:

Mp — расчетная оценка среднего времени безотказной работы: Ор — ее дисперсия.

Следует отметить, что расчетные оценки Мр и Dp практически всегда могут быть получены на этапах, предшествующих этапу экспериментального исследования опытных образцов исследуемого обьекта. Очевидно, что информация о характеристиках надежности обьекта в виде Мр и Dp может и должна быть использована при оценивании среднего времени безотказной работы, С этой целью может быть использован подход

Байеса, в соответствии с которым апостериорная плотность распределения среднего времени безотказной работы может быть найдена по формуле

pa (M ) —, — - — У- — — — . (6)

j рр(M)p,(ì) дм о

Подставляя в (6) выражения (4) и (5), после несложных преобразований получают х MaP + N 1 е — м (Л; N + 1i Ä ) (7)

Тогда в соответствии со своистнами распределения (7) найдем апостериорную оценку

М среднего времени безогкл: нпй работы и ее дисперсию D, 1672472 нал, пропорциональный оценке Ч,, с выхода блока 3 деления поступает на дт>утие входы блоков 7 и 11 умно:кения. с выходов которых поступают си1налы, проппрциона>чьные соответственно МсМр и Ма на первый вход сумматора 9 и на входы устройства.

М 2

Оа — М М у0 +>:0(Мс) (10) для выдачи значения дисперсии соед> лен с входом первого сомножителя первого бл;:. а умножения, а выход для выда,; значгния математического ожидан,я связан с входт .1 блока возведения в квадра и входом первого сомножителя второго блока ул1ножения. в>.од второго со"множителя которого и вх:д первого сомножителя третьего блока умно30 жения подключены к выходу первого блока

40 деления, выход блока памяти врел ен безотказной работы обьектов соединен с входом второго соMножителя первого блока умножения, выход которого связан с входами первых слагаемых второго и третьего сумматоров, выходы которых подключены соответственно к входам делимого и делителя второго блока деления, выход которого со единен с входом в орого сомножителя третьего блока умножения, выход которого является информационным выходом устройства, выход блока возведения в квадрат связан с входом второго слагаемого второго сумматора, вход второго слагаемого третьего сумматора подключен к выходу второго

50 блока умножения.

Составитель В.Воронков

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор В.Данко

Заказ 2842 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Очевидно, что оценка (8) принципиально отличается от всех известных оценок среднего. времени безотказной работы и позволяет учитывать априорную информацию о надежности объекта. Кроме того, выбор априорного распределения в виде (5) обеспечивает повышение точности оценивания среднего времени безотказной работы, Покажем, что точность оценки (8) выше точности оценки Мс. Для этого сравним дисперсию Da с дисперсией 0(Мс) оценки М,, которая, в соответствии с выражением (4), имеет вид

D(Mc) = Mc /М.

На практике, как правило, оценки Мр и

М, близки. Поэтому, полагая, что Мр — Мс, из выражения (9) погучают что подтверждает более высокую точность оценки (1) по сравнению с оценкой, используемой в известном устройстве.

Устройство работает следующим образом.

С группы выходов блока 1 сигналы, пропорциональные величинам ti, t2, ..., tN, поступают на входы сумматора 2, с выхода

N которого сигнал суммы . ti поступает на

i =1 вход делимого блока 3 деления, на вход делителя которого поступает сигнал, пропорциональный числу N, поступающий также на вход блока 5 умножения с выхода блока 1.

С одного выхода блока 4 сигнал Мр поступает на первый вход блока 7 умножения и через блок б в виде Мр на вход сумматора

8, С другого выхода блока 4 сигнал, пропорциональный Ор, поступает на вход блока 5 умножения, с выхода которого сигнал, пропорциональный DpN, поступает на входы сумматоров 8 и 9, выходные сигналы которых поступают соответственно на входы делимого и делителя блока 10 деления, выходной сигнал которого, пропорциональный величине (Мр + NDp)/(MpMc + NDp), поступает на вход блока 11 умножения. Сиг10

Формула изобретт ния

Устройство для оп рт де",å>i ия характеристик надежности технических обьектов, содержащее первый сумматор, первый блок деления и блок памяти времен безотказной работы обьектов, группа выходов которого соединена с группой входов сумматора, а выход связан с входом делителя блока деления. вход делимого которого подключен к выходу сумматора, о т л и ч а ю щ е е с ч тем, что, с целью повышения 1очности определения среднего времени безотказной работы обьекта, устройство содержит T ри блока умножения, блок возведения в квадрат. второй и третий сумматоры, второй блок деления и блок памяти расчетных значений математического ожидания и диспер>-.. и времени безотказной работы объектов, выход которого