Устройство для исследования надежности функционирования систем

Устройство для исследования надежности функционирования систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!

:.:

4 о и и т."л тгтгв

ИЗОБРЕТЕНИЯ

255657

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства № 206918

Заявлено 11.1.1968 (№ 1209198/18-24) Кл. 42m3, 15/34 с присоединением заявки ¹

МПК С 06f

УДК 681.3:519.2 (088.8) Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 28.Х.1969. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 20.111.1970

Авторы изобретения

И. В. Вазингер и А. Н. Сзердлик

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ

Известно устройство для исследования надежности функционирования систем, содержащее блоки, обеспечивающие структурную реализацию элементов, соединенных в соответствии со структурой исследуемой системы, и состоящие из регистров фиксации отказов элементов и логических схем, генератора равномерно распределенных случайных чисел, наборные поля для задания законов распределения времени безотказной работы элементов регистра задания вероятностей, собирательные схемы, схемы совпадения, временной распределитель команд, схему логического сложения взвешенных вероятностей, счетчики фиксации числа отказов, счетчики и коммутаторы наборных полей по авт. св. № 206918.

В известных устройствах необходимы относительно большие затраты времени на исследование надежности систем и наблюдаются трудности исследовачия надежности систем с резервированием замещением.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в нем выход коммутатора регистра отказа соединен со входом счетчиков коммутаторов наборных полей. Выходы собирательных схем первой группы соединены со сбросовыми входами счетчиков коммутаторов наборных полей, входы схем совпадения первой группы соединены с выходами усилителей, входы усилителей соединены с выходами схем наборпого поля задания структуры исследуемой системы, входы счетчиков отказов подключены к клеммам ординат наборных полей и к выходу усилителя сигнала отказа исследуемой системы через схсмы совпадения и собирательные схемы второй группы.

Это позволяет ускорить исследование надежности систем с любым видом резервирования и poBblcIITb надежность работы самого

10 устройства.

На чертеже изображена блок-схема устройства, где 1 — триггер пуска; 2 — схема совпа-. дения; 8 — генератор тактовых импульсов;

4 — временной распределитель команд; 5—

15 регистр записи значений ординат интегрального закона распределения; б — счетчик регистра отказов; 7 — коммутатор регистра отказов; 8 — регистр отказа; 9 — клапан; 10— счетчик равномерно распределенных случай2О ных чисел; 11 — генератор случайных чисел;

12 — усилитель; 18 — счетчик наборных полей законов распределения; 14 — коммутатор наборных полей законов распределения; 15 —— наборные поля задания законов распределе2s ния; 1б — схемы совпадения; 17 — собирательные схемы; 18 — — счетчик числа независимых испытаний; 19 — клапан; 20 — собирательная схема: 21 — схема совпадения; 22— усилитель; 28 — счетчики числа отказов исЗО следуемых систем; 24 — схема совпадения;

255657

25 — наборное поле усилигелей и ключей, на котором у — номер выхода усилителя, сигнал с которого отражает отказ всей исследуемой системы в целом; у и r — номера выходов усилителей, сигналы с которых отражают отказы резервируемых элементов по способу холодного резервирования; 26 — — собирательные схемы; 27 — наборное поле задания структуры исследуемых систем; 28 — линии задержки; 29 — собирательные схемы; 80— счетчики наборных полей законов распределения; 31 — коммутаторы наборных полей законов распределения; 82 — наборные поля задания законов распределения резервированных элементов; 88 — собирательные схемы;

34 — счетчик распределителя команд; 85— коммутатор распределителя команд.

При установке триггера 1 пуска, находящегося в исходном (нулевом) состоянии, в единичное состояние открывается схема 2 совпадения. С генератора 8 тактовых импульсов во временной распределитель 4 команд поступают тактовые импульсы. Временной распределитель команд формирует серии управляющих импульсов А,, А, А и А4.

Импульс А1 сбрасывает регистр 5 в нулевое состояние.

Импульс А> заносит единицу в счетчик 6, коммутатор 7 при этом выбирает первую шину. Таким образом, схема совпадения, стоящая на входе первого триггера регистра 8, будет предварительно открытой. Клапан 9 открыт в исходном состоянии, и в счетчик 10 с генератора 11 случайных чисел через усилитель 12 поступают равномерно распределенные случайные числа. Импульс А;, закрывает клапан 9, и счетчик 10 фиксируется в одном из

2" равновероятных состояний. Импульс S» заносит единицу в счетчик 13 и коммутатор 14 избирает шину Сь Сигнал с шины С, подается на наборныс поля 15. На каждом наборном поле задается лишь один закон распределения в виде значений ординат функций распределения в точках отсчета. При этом в регистре 5 будет зафиксирована вероятность наступления отказа первого элемента исследуемой системы на промежутке to, to+ t» так как схемы 1б совпадения будут предварительно открыты сигналами с выхода собирательных схем 17, которые в свою очередь открываются импульсами S» — $„, . Входы собирательных схем 17 соединяются с выходами коммутатора 7 таким образом, чтобы каждому элементу исследуемой системы отвечал требуемый закон распределения, В счетчик 18, подсчитывающий общее число N независимых испытаний, заносится единица. Импульс. А, открывает клапан

19. По завершению реализации случайного числа на выходе собирательной схемы 20 формируется высокий потенциал, вероятность возникновения которого равна вероятности, заданной на регистре 5. Последнее обеспечивается тем, что выходы триггеров счетчика 10 соединены со входами схем совпадения 21 таким образом, что события возникновения вы5

65 соких потенциалов на выходе этих схем образуют несовместимую группу событий. Единичные выходы триггеров регистра 5 также соединены со входами схем 21 совпадения. Правила соединения могут быть пояснены следующим соотношением: (г y< = ) V (х,/ -с,/\,) \/...

°" х/(xËx,Ë "Лх, Лx„Лъ) (г. = >) = (х. = >) = где х„и х„— единичный и нулевой выходы и-го триггера счетчика 10,: а„— единичный выход и-го триггера регистра 5.

Высокий потенциал с выхода собирательной схемы 20 усиливается усилителем 22 и в виде сигнала В подается на входы схем совпадения регистра 8. Возникновение отказа элемента сигнализируется загоранием индикаторной лампы соответствующего триггера регистра 8. Аналогичным образом осуществляется опрос всех остальных триггеров регистра 8.

После опроса последнего триггера регистра 8 цикл испытаний повторяется. В счетчик 13 импульсом S» çàíîñèòñÿ единица, и коммутатор

14 избирает очередную шину С.. Счетчик 18 числа независимых испытаний фиксирует очередной цикл испытаний. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет выполнено У независимых испытаний. Отказы исследуемой системы фиксируются счетчиками 28 числа отказов. Количество возникающих отказов на промежутке t, t + i накапливаются счетчиками с i-го по и — i включительно. Число таких счетчиков 23 в машине равно числу ординат представления функций распределения вероятности наступления отказа. При отказе, например, системы на с-ой ординате на вход 1-ой схемы 24 совпадения подается сигнал Ct. Ha другой вход i-ой схемы 24 совпадения подается сигнал отказа T-,. с поля 25. Сигнал с выхода i-ой схемы 24 совпадения подается на входы собирательных схем 2б, с выхода которых сигнал отказа проходит на счетчики 23 отказов, начиная с i ro и кончая и — 1 включительно. Содержимое i-ro счетчика, отнесенное к числу Ч независимых испытаний и представляет собой значение 1-ой ординаты функции распределения вероятности наступления отказа или равно вероятности наступления отказа на промежутке времени t, t + t t. Таким образом, в результате Л независимых испытаний формируется статическая функция распределения вероятности наступления отказа исследуемой системы.

Когда все испытания будут выполнены, триггер 1 пуска сигналом R с выхода счетчика 18 устанавливается в нулевое состояние, прекращая поступление тактовых импульсов с генератора тактовых импульсов во временной распределитель команд.

Подобным образом исследуются системы с последовательным соединением элементов и системы с постоянно включенным резервом.

255657

Так, например, пусть исследуемая система в своем составе имеет пять элементов. причем первый, второй и четвертый элементы соединены последовательно, третий параллельно первому и второму вместе взятымп, а пятый— параллельно четвертому.

Обоз»зчим события возникновения отказов этих элементов»a !!1>oiile>K ТКе li1>eilcll; tl!, (О+ t< через Q„Q2, Q.I, Q4 и Q., соответственно. Тогда событие Q, состоящее в том, что на данном промежутке времени наступит отказ всей системы в целом, может быть !Ipepcтавлено в виде следующего соотношения:

Q (Q! \l Я2) Л 13 \l (Q4 Л Q5)

Данное соотношение и реализуется соединением входов и выходов собирательных схем и схем совпадения наборного поля 27 с выходами регистра 8. Здесь через Qi, Q>, Яь Q4 и (4 обозначены выходы триггеров регистра 8. Выход Q конечной собирательной схемы или схемы совпадения наборного поля 27 соединяется со входом усилителя поля 25.

Усиленный сигнал Т-, подается на счетчики

28, подсчитывающие число отказов системы, и через линии 28 задержки на узлы и элементы схемы, приводя их в исходное состояние.

Рассмотрим пример исследования системы с общим резервированием замещением. Пусть исследуемая система в своем составе имеет шесть элементов, причем первый, второй» третий элементь1 соединены последовательно.

Четвертый, пятый и шестой элементы соединены также последовательно, но находятся в холодном резерве. Обозначение собыгий возникновения отказов элементов на промежутке времени 1„l, + 1; оставим прежними, т. е.

QI, Q>,..., Q,; соответственно. Тогда событие

Q, состоящее в том, что на данном промежутке времени наступит отказ всей системы в целом, выра>кается следующим соот»ошением:

Q = (а V Q, V Q.) Л (Q4 V Q V QВ).

Данное соотношение реализуется следующим образом. Законы распределения времени безотказной работы элементов задаются в случае холодного резервирования на наборных полях 82. До тех пор пока»е откажет один из элементов основного соедине»ия, сиг»алы осмотра четвертого, пятого и шестого элементов не будут проходить с коммутатора

7 па регистр 8. При отказе какого-либо элемента ос»овного соединения на выходе собиратель»ой схемы наборного поля 27 появляется сигнал, по которому через усилитель и

5 ключи поля 25 готовятся цепи осмотра элементов резерва. Кроме того. через усилитель поля 25 подается сигнал Т; на собирательную схему 29 и счетчик 80 сбрасывается в нулевое состояш1е. Коммутатор 81 выбирает первую

l0 шину Е,< . Сигналы с шин Е поступают на наборное иоле 82, на котором задан закон распределения элементов резерва. При отказе любого из элементов резерва на выходе схемы совпадения поля 27 появляется сигнал Q от15 каза, который подается на усилитель поля 25.

На выходе этого усилителя образуется сигнал Т,, который также как и в первом случае приводит узлы машины в исходнос состояние через линии 28 задержки и заносит единицу

20 в счстч»ки 28 числа отказов. После этого ис»ытания повторяются автоматически (Л вЂ” 1) раз.

Подоо»ым образом можно исследовать системы с поэлеме»т»ым резервированием и си25 стемы со скользящим резервированием.

Во вссх переч»сленных случаях законы распрсделс»»я време»и безотказной работы элементов могут быть одинаковыми»ли различными.

Предмет изобретения

Устройство для исследования надежности функционирования систем по авт. св. № 206918, отличаюи(ееся тем, что, с целью ус35 корен»я исследова ния надежности систем, расширения функционал ь»ых возможностей устройства и увел»чен»я надежности его в работе, выход коммутатора регистра отказа сосд»нсн со входом счетчиков коммутаторов на40 борных полей, а выходы собирательных схем первой группы соединены со сбросовым» Входами счетчиков коммутаторов наоорных»олей, входы схем совпаден»1я первой группы соединены с выходами уснлителей, входы уси45 лптслей соедине»ы с выходами схем»абор»оro поля задания структуры исследуемой с»стем ы, входы счетчиков отказов подключены и клеммам орди»ат»абор»ых полей и к выходу усилителя сигнала отказа исследуемой си50 стсмы через схемы совпаде1шя и собиратель»ые схемы второй группы.

255657

Составитель М. И. Аршавский

Текред Л. Я. Левина Корректор В. И. Жолудева

Редактор Э. Рубан

Типогра<рип, пр. Сапунова, 2

3 а к а з 505, 17 Тираж 480 11одписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская паб., д, 4j5