Устройство для исследования надежности функционирования систем

Союз Советских Социалистических Республик(088,8) Комитет оо делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССРАвторыизобретения И. В, Вазингер, М, А, Комаров, А. М, Половко и А. Н, Свердлик Ленинградская военная инженерная Краснознаменная академия им, А. ф. МожайскогоЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМИзвестны устройства для исследования надежности функционирования систем, в которых каждый элемент заменяется моделирующей ячейкой, и из моделирующих ячеек составляется макет системы, для чего модели элементов этих ячеек соединяются в соответствующую схему.Предлагаемое устройство отличается тем, что выходы блоков, обеспечивающих структурную реализацию элементов, соединены со счетчиком числа отказов, входы этих блоков подключены к выходам коммутатора, управляемого через счетчик генератором импульсов, выходы коммутатора соединены через схемы ИЛИ с выходами схем И, другие входы которых подключены к наборным полям, а выходы этих схем И соединены через схемы ИЛИ с регистрами задания вероятностей, выходы которых подключены к схеме логического сложения взвешенных вероятностей, соединенной с выходами счетчика, управляемого генератором случайных чисел.Зто позволяет ускорить исследование систем и увеличить надежность работы.На фиг. 1 показана функциональная схема предложенного устройства для исследования надежности функционирования систем; на фиг. 2 - временная диафрагма управляющих импульсов. Устройство содержит и регистров 1, каждый из которых представляет собой средство запоминания факта отказа элемента. Выходы регистров Р соединяются со входами собирательных схем и схем совпадения 2 таким образом, что они составляют совместно с регистрами структуру резервированной или нерезервированной системы, исследуемой на надежность.10 Выход Т конечной собирательной схемыили схемы совпадения 2 соединен со входом счетчика 3, подсчитывающего число наступлений отказов всей системы в целом на промежутке времени 10,1 с+1, за Ф независимых 15 испытаний. Счетчик 4 служит для подсчетаобщего числа независимых испытаний.Выходы триггеров регистра 1 соединены свыходами схем совпадения, на входы которых поступают сигналы с выходов схемы 20 совпадения 5, тактовые сигналы 5 з, а такженастраивающие сигналы с дешифратора (коммутатора) 6, обеспечивающего выбор соответствующего регистра. На выходе схемы совпадения 5 высокий уровень потенциала воз никает с вероятностью, задаваемой на регистре 7. Зта вероятность, представ.".яющая собой значение ординаты интегрального закона распределения времени наступления отказа элемента на отрезке времени 10 А+1 задает ся на наборных полях 8 законов распределения и поступает в регистр 7 через собирательные схемы 9 схемы совпадения 10, открываемые тактовыми импульсами 5., и собирательные схемы 11. На каждом наборном поле задается лишь один закон распределения в виде значений ординат функций распределения в точках отсчета,Выбор закона распределения осуществляется с помощью собирательных схем 12, управляющих схемами совпадения 10.Входы собирательных схем 12 соединяются с выходами коммутатора б таким образом, чтобы каждому элементу исследуемой системы отвечал требуемый закон распределения,Счетчик 13 задает последовательно номера элементов на входе коммутатора б, который избирает соответствующую выходную шину.На счетчике 14 формируются равномерно распределенные случайные числа путем пересчета ио модулю 2 случайной последовательности импульсов за фиксированный промежуток времени. Случайная последовательность импульсов поступает с генератора случайных импульсов 15 через усилитель 1 б и клапан 17, который в исходном состоянии открыт, Клапан 17 закрывается низким уровнем напряжения, поступающим с выхода несимметричного мультивибратора 18, на вход которого поступают импульсы серии 5.По завершении реализации случайного числа на выходе собирательной схемы формируется высокий потенциал, вероятность возникновения которого равна вероятности, заданной на регистре 7. Последнее обеспечивается тем, что выходы триггеров счетчика 14 соединены со входами схем совпадения таким образом, что события возникновения высоких потенциалов на выходах этих схем образуют несовместную группу событий, Единичные выходы триггеров регистра 7 также соединены со входами схем совпадения. Правила соединения могут быть пояснены следующим соотношением:( (Хс )а, - единичный выход д-го триггера регистра 7.Счетчик 19 служит для дискретного задания точек Сд, ССисследуемой функции распределения. Выходы триггеров счетчика соединены со входами коммутатора 20, который и осуществляет выбор шины Сд На выбранную шину при этом подается высокий уровень напряжения.В исходном (нулевом) состоянии триггер 21 закрывает схему совпадения 22, поэтому тактовые импульсы с генератора тактовых импульсов 23 не поступают на вход схем, При нажатии кнопки Кн 1 триггер 21 устанавли 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вается в единичное состояние и открываетсхему совпадения 22.Временный распределитель команд формирует серии управляющих импульсов.Устройство работает следующим образом.Нажатием кнопки Кн 2 все элементы и узлыустройства устанавливаются в исходное (пулевое) состояние. Нажатием кнопки Кн 3 всчетчик 19 заносится единица, при этом коммутатор 20 избирает шину Сд,Нажатием кнопки Кн 1 триггер 21 устанавливается в единичное состояние, при этомсхема совпадения 22 открывается, и тактовые импульсы с генератора 23 поступят навыход схемы совпадения 22 в виде серии импульсов 5 д. По данной серии формируютсясерии управляющих импульсов 5 5 54, 5,;,(за начало отсчета принят первый импульссерии 5;).Первый импульс серии 5; сбросит регистр 7в нулевое состояние и занесет единицу всчетчик 13; коммутатор б при этом выберетпервую шину.Таким образом, схема совпадения, стоящаяна входе первого триггера регистра 1, будетпредварительно открытой.Импульс серии 5 откроет схемы совпадения 10, и вероятность наступления отказапервого элемента на промежутке 1 о,1 о+1 д будет зафиксирована на регистре 7.Импульс серии 5, закроет клапан 17, исчетчик 14 зафиксируется в одном из двухравновероятных состояний. Импульс серии5. при этом с вероятностью, равной вероятности, зафиксированной на регистре 7, установит первый триггер регистра 1 в единичноесостояние. Аналогичным образом осуществляется опрос всех остальных триггеров регистра 1.Затем по импульсу серии 5- перепад напряжения со счетчика 13 через дифференцирующую цепь 24 поступает на схему совпадения 25 и в счетчик 4, где добавляется кчислу выполненных испытаний, Если в данном испытании система отказала, то единицадобавляется к содержимому счетчика 3.Процесс повторяется, пока не будет выполнено Л) независимых испытаний. Когда всеиспытания будут выполнены, триггер 21 перепадом напряжения со счетчика 4 устанавливается в нулевое состояние, прекращая поступление импульсов серии 5, на вход схемы.Со счетчика 3 снимаются показания, которые представляют собой число отказов системы на промежутке 1 о.о+1 д, за У испытаний.Далее процесс моделирования продолжается на отрезке времени 1 оА+1 и т, д, В ре.зультате моделирования строится ступенчатый закон распределения времени наступления отказов.Число точек отсчета может быть выбраносколь угодно большим, при этом всегда может быть достигнута требуемая точность решения задачи.Возникновение отказа элемента сигнализи206918 руется загоранием индикаторной лампы соответствующего триггера регистра 1. П р едм ет изо бр етенияУстройство для исследования надежности функционирования систеъ 1, содержащее блоки, обеспеНВГОцис структурную реализацию элемегсов, соединенные в с)отвстсгвии со структурой исследуемой систем ы и состоящие из рсгистров фиксации отказов элементов и логических схем, генератор равномерно распределенных случайных чисел, наборные поля для задания законов распределения времени бсзотка:Ой работы элементов, регистр задания всроятпостсй, собирательные с: емы, схсы соВпядсння, гене)ято 1) тактовых и.,1- пульсов, счетчики и схему логи еского сложе 21+ --- )д 1- - ; 1и Г чь ЯО 2 1 Составитель В. Кисел вехред А. А. Камышникова Корректоры; С. П. Усоваи В. В, Крылова Редактор Е. В. Севанов Заказ 470 ЦИИИГИ Тираж 530митета по делам изобретений и открытийМосква, Центр, пр. Серова,Подписное и Совете Мьиистров СССРипографпя, пр. Сапунова, 2 о9 с 1 нпя взвешенных вероятностей, отлтаОЧееся тем, что, с целью ускорения систем и увеличения надежности работы устройства, выходь б.Окоп, Оо:сгС 1 НВЯОщпх структурную реализацию элементов, соединены со счетчиком числа отказов, входы этих блоков подключения к выходам коммутатора, управляемого через счстчпк гснсрятороы такОВых нмпульсОВ, Вы" хо;Гы кои)утятор СОсГпнсны Срез схемы 10 11 ЛИ с входямп схем 11, другие входыкоторых подключены к наборным полям, а выходы этих схем И соединены через схег)1 ы 112 .с регистр)чп задия Всроятностсй, выходы которых подк,Очсны к схеме 15 логического сложения взгсшснпыдх вероятностей, сосдинснной с Выходя счетчикя, управляемого генератором случайных чисел.