Способ статистического моделирования процессов

л Союз Совет ких ффИЗОБРЕТЕН ИЯЗИ 279 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое От ВВт. свидетельства Ъ 9 -.ЧПК 6 08 7,481 Заязлс 1 О 08 Х 11. 969 ( 1345 ол 4118-24)с поисоединением заявки134 О 923,18-24 Комитет по делам иэобретеиий и открытий при Совете Ь 1 иииотров СССРАвторыизобретения Г. А. Велигурский, А. Н. Девочо и А. И. Гуринович Заявитель Экспериментальный научно-исследовательсий институт машиноведения СПОСОБ СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЯВЛЕНИЯ ПОСТЕПЕННЫХ ОТКАЗОВ ВОССТАНАВЛ И ВАЕМЫХ СИСТЕМИзобретение относится к области вычислптельной техники и может быть использовано для получения характеристик надежности восстанавливаемых систем на стадии их проектирования.В тсорци надежности существуют аналитические методы, которые позволяют в общем виде определить количественные показатели надежности восстанавливаемых систем. Эти методы основаны на использовании интегрального уравнения Вольтерра второго рода с разностным ядром для плотности восстановления,Использование этой формулы основывается на предположении, что периоды времени между последовательными отказами являются одинаково распределенными независимыми случайными величинами. Однако такое предположение не соответствует реальным условиям эксплуатации, так как каждый новый элемент, поставленный на место отказавшего, будет работать уже в новых условиях. Из этого следует, что последующий отказ системы должен зависеть от состояния нового (замененного) элемента и от состояния всех остальных элементов. Поэтому между последовательными отказами может существовать функциональная или корреляционная связь. Учесть все это аналитическими способами не представляется возможным,11 зобрстснис позволяет сравнительно просто,за короткий промежуток времени, получитьболее тоныс зна 1 сн 1 Я параметров потока отазов; многоратно повторять и видоизменятьэспермент; непрерывно наблюдать измене 5 нпе определяющего параметра системы, т, е,д;Н 11)1 пх с 11 стсмь 1; авто,1 атиески учитываетСО;)МССТН;)Е ВЛ 11 ЯН:1 С ЭЛС)1 СНТОВ В НОВЫХ ЛСЛОВИях, Огда оди цз элементов заменен новым, аОстальньс маке аст 11 но исчерпали свои реО су)с;)аботоспособностп,Сгщность спосооа ста 1 тцст)1 ческого моделирг)Ванпя пОцсссов 11051 вления постепенных от"азо В восстацапливасмых системах заключается в следующем. Пусть система состоит из15 гг элементов. Работа каждого г-го элементаг= 1,2, гг) харатер пзуется определяющим)аРаметРом хг 1 г), котоРый слУчайно изменяется во времени. Выходной (определяющий)параметр системы у функционально связан с20 параметрамц х; 1), т. с,г/=с 1 л 1(т); ха(г); "л и 1) 1 (1)Систсма является;справной, если ее выходной параметр ) находится в пределахУ(у (У, где У У,;, - пре 25 дельно допуст 11 м 1 с значения Выходного парамст;)а системы. НазОвем пх крцти 1 ескими значениями У и.Прц износе ц старении элементов их парамстры .; 11) будут изменяться по случайномуЗО закону, Вызывая пзмспсгнпс Выходного пара 3127940 45 50 метра системы У. По достижении последним одного из критических значений У, фиксируется отказ системы.На основании имеющегося уравнения системы (1) на аналоговой вычислительной машине (АВМ) набирается математическая модель системы. Реализации случайных процессов изменения параметров элементов во времени непрерывно вводятся в модель системы по случайному закону, соответствующему каждому элементу, и в соответствии с имеющимися методами воспроизведения реализаций случайного процесса.По достижении выходным параметром системы предельно допустимого значения У система выходит из строя. Для восстановления ее работоспособности необходимо произвести замену того элемента, который в момент отказа оказывает наиболес существенное, превалирующее влияние на выходной параметр системы. Назовем такой элемент аварийным. Следовательно, при отказе системы для ее восстановления необходимо из гг элементов выбрать тот, который является аварийным. Определение аварийного элемента осуществляется следующим образом. В момент отказа системы необходимо остановить процесс моделирования и зафиксировать значения параметров всех элементов. Затем параметр 1-го элемента возвращается в исходное состояние х (О), а параметры всех остальных элементов остаются в зафиксированном состоянии х, (1) при г 1. При этом определяется величина выходного параметра системы У и приращениеЛУ 1 - (У р У 3) .Этот, прием позволяет найти количественно реакцию отказавшей системы,на восстановление 1-го элемента. Далее таким же образом находят У и ЛУ, при х, (О), а параметры 1-го и всех остальных элементов при этом имеют значения х; ) при г2 .Аналогично поступают со всеми и элементами, входящими в систему, и определяют величины ЛУ а затем максимальное приращениеЛУ ыас = макс (1 р - У ) = макс ЛУ;г=1,2, лгде У; - случайное значение выходного параметра системы в момент отказа при возвращении 1-го элемента в исходное состояние.Элемент, который вызывает максимальное отклонение выходного параметра системы от своего критического значения, принимается за аварийный, Этот элемент заменяется новым, и процесс воспроизведения реализаций случай 5 10 15 20 25 ЗО 35 ных функций в соответствии с уравнением (1) продолжается до появления очередного отказа.Моделирование процессов появления посте. пенных отказов восстанавливаемой системы, выявление аварийного элемента и замену его новым можно осуществить с помощью моделирующего устройства, работающего совместно с АВМ,На чертеже изображена блок-схема устройства,Оно состоит из блока 1 воспроизведения, с помощью которого осуществляется воспроизведение реализаций случайных функций измене. ния определяющих параметров, комплектующих систему элементов; блока 2, представляющего собой модель исследуемой системы, набранной на АВМ в соответствии с уравнениемг(1); олока 3 пороговых устройств, который фиксирует момент достижения выходным параметром системы одного из своих критических значений У, т. е, фиксирует момент отказа; сумматора 4, предназначенного для получения ЛУ; =У,р - У т. е. отклонения выходного параметра от своего критического значения; схемы б сравнения-запоминания, предназначенной для сравнения всех значений ЛУ; и выявления ЛУ т, е. для определения аварийного элемента; олока б возврата, предназначенного для поочередного возвращения каждого элемента системы в исходное состояние и блока 7 коммутации.Устройство может быть построено на любых элементах и схемах, обеспечивающих выполнение тех же функций,Предмет пзооретения Способ статистического моделирования процессов появления постепенных отказов восстанавливаемых систем путем создания математической модели системы и моделей процессов изменения параметров элементов системы во времени, выявления аварийного элемента, а затем восстановления системы заменой аварийного элемента новым, отличающийся тем, что, с цслью повышения точности воспроизведения рсальных условий эксплуатации, в процессе моделирования фикскрруют момент превышения выходным параметром системы критического значения и производят поочередное изменение параметра каждого элемента до исходного состояния, оставляя параметры неаварийных элементов в том состоянии, которого они доститли к моменту отказа.311279 Состизи ль В. Озеров Релактор М. Аникеева Корректор О, И. Волкова Текрел Л, В. Куклина Заказ 5525 Изл1063 Тираж 47 Полписиое Оопаогиая типография 1 дктромжого управления по печати ЦНИИПИ Коиитета по лезам изобретеиий и открымй при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушсхая иаб., л. 4/5