Устройство для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з 6 06 Р 15/46 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 681. 326. . 7 (088. 8) Дата опубликования описания 251080 г КцФ1(72) Автор изобретения В. М. Крылов Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании надежностии качества функционирования автоматических и автоматизированных системуправления,Известно устройство, содержащеегенератор случайного напряжения,коммутатор, блок формирователей вре"мени появления отказов, блок имитаторов отказов, модель системы, блокирегистрации и управления. Выход генератора через коммутатор присоединен к входу блока формирователей,выход которого подключен ко входу блока имитаторов отказов. Выход блокаимитаторов отказов соединен с входом блока модели системы 11.Устройство позволяет определятьпоказатели надежности только неремонтируемых систем и не дает возможности прогнозирования надежностисистем с учетом восстановления(ремонта) отказавших компонентов - узлов,блоков, агрегатов, звеньев и подсистем.Известно также устройство, содержащее генератор, формирователи законов распределений йапряжений, ими-" таторы отказов и восстановлений, накопительные и ограничительные элементы, модель системы, блок определения отказа системы, коммутатор и блок регистрации. Выход генератора через формирователи законов распределений присоединены ко входам имитаторов отказов и восстановлений, выходы которых соединены со входами накопительных и ограничительных элементов. Входы блоков определения отказов подключены к выходам модели системы, а выходы через коммутатор к входу блока регистрации. Устройство позволяет прогнозировать оценки показателей надежности восстанавливаемых систем 2Однако оно обладает низкой точностью из-за того, что осуществляемое в ускоренном масштабе времени решение задачи приводит к недопустимо малым значениям машинных переменных, иа которые сильное влияние оказывают аппаратурные погрешности.Цель изобретения - повышение точности устройства для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит второй коммутатор, блок компараторов, блок задания масштабов моделирования и блокэлементов И, входы которого подключены к первым выходам блока имитацииотказов, а выход - ко входу блока компараторов, выход которого через второйкоммутатор подключен ко входу блоказадания масштабов моделирования, второй вход блока имитации отказов соединен с выходом блока задания масштабов моделирования.На чертеже представлена блок-схема 0устройств а.Устройство содержит генератор 1случайного напряжения, первый комму-,татор 2, блок 3 преобразователей,блоки 4 и 5 имитаторов отказов и восстановлений соответственно, модельб системы, статистический анализатор7, блок 8 элементов Иколичество ихравно числу элементов, у которыхмоделируются отказы и восстановления),;Щблок 9 компараторов, второй коммутатор 10 и блок 11 задания масштабовмоделирования.Генератор 1 представляет собой типовой генератор случайных напряжений.Блоки коммутаторов 2 и 10 содержатэлектронные и электромеханическиекоммутирующие элементы типа транзисторных и релейных ключевых схем. Блок3 преобразователей включает в себянелинейные узлы, например блоки нелинейностей серийных аналоговых вычислительных машин, и электрическиефильтры для получения требуемых,законов распределения. Блоки 4 и 5имитаторов отказов и восстановлений З 5состоят из типовых операционных уси"лителей АБМ и электронных переключательных схем, с помощью которыхмоделируются отказы типов фОбрывфи фКороткое замыкание", а также 40восстановление компонентов исследуемых систем,Модель 6 системы представляетсобой ее макет в виде принципиалнной, функциональной или структурйойсхемы, построенной с учетом принципов аналогии и подобия между модельюи оригиналом.Статистический анализатор 7 состоит из типовых приборов для определения вероятностных характеристикслучайных потоков отказов и восстаиовлЕний систем. Блок 9 комнараторонвключает в себя схемы сравнения иформирования импульсов напряжения.Блок 11 задания масштабов модели- Ярования содержит набор высокоточныхпотенциометров, переключательные ииндикаторные элементы.Устройство работает следующим образом. 60В генераторе 1 формируются случайные напряжения с нормальными закона. -ми распределения мгновенных амплитудных значений. Через коммутатор 2 слу;чайные напряжения поступают на входы преобразователей блока 3, где с помощью нелинейных элементов и фильтров получаются законы распределения с требуемыми характеристиками, Сформированные напряжения предназначаются для моделирования случайных потоков .отказов и восстановлений комплектующих систему элементов.Поступающие на входы блоков 4 и 5 имитаторов отказов и восстановлений мгновенные значения случайных напряжений подвергаются интегрированию или развертыванию с целью получения интервалов времени, пропорциональных длительностям безотказной работы и восстановления элементов.Моделирование интервалов времени до появления отказов компонентов происходит в ускоренных по отношению к реальному масштабах времени. Масштабы задаются выбором соответствующих параметров вразрядных цепях интегрирующих конденсаторов операцион- ных усилителей блока 4 имитаторов откаказон.При возникновении одного или нескольких отказов на выходе блока 8 логических элементов И формируются сигналы, включающие схемы сравненияв блоке 9 компараторов. В течение имитации восстановления моделирование произнодится в увеличенном по сравнению с периодом безотказной работы масштабе времени. Переход с одного масштаба моделирования на другой может выполняться различными способами, например частичной разрядкой интегрирующих кбнденсаторов путем параллельного подключения дополнительных конденсаторов или перезарядкой конденсаторов опорными напряжениями с помощью анериодических звеньев и др,При смене масштабов моделирования по первому способу в момент времени поступления от блока 9 компараторов сигналов якоря реле коммутатора 10 выдают импульсы напряжений для включения групп реле блока 11. Замыкаю-. щиеся контакты этих реле образуют новые пути разрядов конденсаторов в цепях обратных связей операционныхусилителей блока 4 имитаторов отказов.Величины разрядов каждого конденсатора определяются длительностью интерналон времени моделирования восстановлений отказавших компонентов системы. При этом .моделирование производится н растянутом по сравнению с имитацией безотказной работы масштабе времени.Благодаря применению схемы задания масштабов времени моделирования отказов и восстановлений компонентов систем более полно используются диапазоны изменения машинных переменных. Нри этом меньшее влияние на резуль- таты моделирования оказывает дрейф нулей операционных усилителей.773629 формула изобретения Составитель В. Крыловедактор Е.Лушникова Техред М,Петко Корректоректо Н.Бабине но Подета СССРкрытийя наб., д/63 тираж 751ПИ Государственного комипо делам изобретений и35, Москва, Ж, Раушс аказ 75ВН 11 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн В итоге улучшаются технико-экономические показатели устройства для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем, увеличивается точность прогнозированйя и повышается качество и достоверность оцениваемых количественных показателей надежности систем,Устройство для прогнозирования надежности восстанавливаемых систем, содержащее первый коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора случайных напряжений, а выход ко входу блока преобразователей, к выходам которого подключены входы блоков имитации отказов и восстановлений, а выходами соединенных со входами модели системы, выход которой подключен ко входу статистического анализатора, о т л и ч а ющ е е Ч я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй коммутатор, блок компараторов, блок задания масштабов моделирования и блок элементов И, входы которого подключены к первым выходамблока имитации отказов, а выход - ковходу блока компараторов, выход которого через второй коммутатор подключенО ко входу блока задания масштабовмоделирования, второй вход блока имитации отказов соединен с выходом блока задания масштабов моделирования.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР9 467357, кл. З 06 Р 15/461974.2. Дружинин Г. В. Надежностьавтоматизированных систем. М.,Щ Энергия, 1977, с. 177-184 (прототип)