Устройство для исследования надежности функционирования систем

:.: еО и и т: АЪГтГвИЗОБРЕТЕНИЯ 255657 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства206918Заявлено 11.1,1968 ( 1209198/18-24) л42 тттз, 15/3 с присоединением заявкиМПК С 061УДК 681.3:519.2(088,8) Приорите Камнтвт по дел зобретеннй и открытнпрн Совете МинистровСССР.Х.1969. Бюллетень3 публиковацо Дата опубликования описания 20.111.197 вторызобретения, Вазингер и А. Н. Свердли аявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМИзвестно 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 ц к выходу усилителя сигнала отказа исследуемой систе- Б мы через схемы совпадения и собирательныесхемы второй группы.Это позволяет ускорить исследование надежности систем с любым видом резервирования и повысить надежность работы самого 10 устройства.На чертеже изображена блок. схема устройства, где 1 - триггер пуска; 2 - схема совпадения; 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 случай ных чисел; 11 - генератор случайных чисел;12 - усилитель; 13 - счетчик наборных полей законов распределения; 14 - коммутатор наборных полей законов распределения; 15 -- наборные поля задания законов распределе ния; 1 б - схемы совпадения; 17 - собирательные схемы; 18 -- счетчик числа независимых испытаний; 19 - клапан; 20 - собирательная схема; 21 - схема совпадения; 22 - усилитель; 28 - счетчики числа отказов ис- ЗО следуемых систем; 24 - схема совпадения;25 - наборное поле усилигелей и ключей, на котором у - номер всыхода усилителя, сигнал с которого отражает отказ всей исследуемой системы в целом; у и г - номера выходов усилителей, сигналы с которых отражают отказы резервируемых элементов по способу холодного резервирования; 25 -- собирательные схемы; 27 - наборное поле задания структуры исследуемых систем; 28 - линии задержки; 29 - собирательные схемы; 30 - счетчики наборных полей законов распределения; 31 - коммутаторы наборных полей законов распределения; 32 - наборные поля задания законов распределения резервированных элементов; 33 - собирательные схемы;34 - счетчик распределителя команд; 35 - коммутатор распределителя команд,При установке триггера 1 пуска, находящегося в исходном (нулевом) состоянии, в единичное состояние открывается схема 2 совпадения, С генератора 3 тактовых импульсов во временной распределитель 4 команд поступают тактовые импульсы, Временной распределитель команд формирует серии управляющих импульсов А А, А и АИмпульс А сбрасывает регистр 5 в нулевое состояние,Импульс А. заносит единицу в счетчик б, коммутатор 7 при этом выбирает первую шину. Таким образом, схема совпадения, стоящая на входе первого триггера регистра 8, будет предварительно открытой. Клапац 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" равновероятцых состояний. Импульс 5, 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 1 1, + 1 так как схемы 1 б совпадения будут предварительно открыты сигналами с выхода собирательных схем 17, которые в свою очередь открываются импульсами 5 - 5, . 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 Ж 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 вы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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:" Ч(х Лх Л "Лх - Лх. Л.)Р(х 1) Р(х 1)где хи х - единичный и нулевой выходыи-го триггера счетчика 10,:а - единичный выход и-го триггерарегистра 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 5 заносится 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 23 числа отказов. Количество возникающих отказов на промежутке 1, 1+накапливаются счетчиками с 1-го по и -включительно. Число таких счетчиков 23 в машине равно числу ординат представления функций распределения вероятцости наступления отказа. При отказе, например, системы на с-ой ординате на вход 1-ой схемы 24 совпадения подается сигнал Ср. На другой вход -ой схемы 24 совпадения подается сигнал отказа Т,. с поля 25, Сигнал с выхода -ой схемы 24 совпадения подается на входы собирательных схем 2 б, с выхода которых сигнал отказа проходит на счетчики 23 отказов, начиная с -го и кончая и - 1 включительно, Содержимое 1-го счетчика, отнесенное к числу Л независимых испытаний и представляет собой значение 1-ой ординаты функции распределения вероятности наступления отказа или равно вероятности наступления отказа на промежутке времени 1, 1+1. Таким образом, в результате У независимых испытаний формируется статическая функция распределения вероятности наступления отказа исследуемой системы.Когда все испытания будут выполнены, триггер 1 пуска сигналом 1 с 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.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 взятыми, а пятый - параллельно четвертому.Обозначим события возникновения отказов этих элементов ца промежутке времени 1 0 + 1 через Я Я 2 Яи Я и Я:", соответственно. Тогда событие Я, состоящее в том, что на данном промежутке времени наступит отказ всей системы в целом, может быть представлено в виде следующего соотношения:Я (Я / Яй) г3. / Ю 4 Л Я 5)фДанное соотношение и реализуется соединением входов и выходов собирательных схем и схем совпадения наборного поля 27 с выходами регистра 8, Здесь через Я, Яь Яь Я 4 и Ь обозначены выходы триггеров регистра 8. Выход Я конечной собирательной схемы или схемы совпадения наборного поля 27 соединяется со входом усилителя поля 25.Усиленный сигнал Т, подается на счетчики 23, 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, ворой и третий элементы соединены последовательно. Четвертый, пятый и шестой элементы соединены также последовательно, но находятся в холодном резерве. Обозначение собыгий возникновения отказов элементов на промежутке времени 1, + 1; оставим прежними, т. е. Я, Я Я соответственно. Тогда событие Я, состоящее в том, что на данном промежутке времени наступит отказ всей системы в целом, выражается следующим соотюшением;Я =(О l О /В) ЛЙ 4,О.-/О)Данное соотношение реализуется следующим образом. Законы распределения времени безотказной работы элементов задаются в случае холодного резервирования ца наборных полях 32. До тех пор пока це откажет один из элементов основного соединения, сигналы осмотра четвертого, пятого и шестого элементов не будут проходить с коммутатора 7 ца регистр 8. При отказе какого-либо элемента основного соединения на выходе соби.ратсльцой схемы наборного поля 27 появляется сигнал, по которому через усилитель и5 ключи поля 25 готовятся цепи осмотра элементов резерва, Кроме того, через усилительполя 25 подается сигнал Т на собирательнуюсхему 29 ц счетчик 30 сбрасывается в нулевоесостояше. Коммутатор 31 выбирает первую10 шину Е . Сигцаль с шцн Е поступают нанаборное иоле 32, на котором задан законраспределения элементов резерва. При отказелюбого из элементов резерва на выходе схемысовпадения поля 27 появляется сигнал Я от 15 каза, который подается на усилитель поля 25.На выходе этого усилителя образуется сигнал Т, который также как и в первом случаеприводит узлы машины в исходнос состояниечерез линии 28 задержки и заносит единицу20 в счетчики 23 числа отказов. После этого исцытания повторяются автоматически(Л - 1) раз.Подооцым образоможно исследовать системы с поэлемецтцым резервированием и сц 25 стемы со скользящим резервированием,Во вссх перечисленных случаях законы распределения времени безотказной работы элементов могут быть одицаковьми цлц различными,30Предмет изобретенияУстройство для исследования надежностифункционирования систем по авт. св.206918, отлиаеа(еегя тем, что, с целью ус коренця исследова ния надежности систем,расширения функциональных возможностей устройства ц увелцчеция надежности его в работе, выход коммутатора регистра отказа сосдццсн со входом счетчиков коммутаторов на борных полей, а выходы собирательных схемпервой группы соединены со сбросовымц входами счетчиков коммутаторов наоорных полей, входы схем совпадения первой группы соединены с выходами усилителей, входы усц лптслей соединены с выходами схем наборного поля задания структуры исследуемой системы, входы с стчцков отказов подключены и клеммам ординат наборных полей ц к выходу усилителя сигнала отказа исследуемой си стсмы через схемы совпадения и собирательные схемы второй группы.2 о 5657 Составитель М. И, Аршавский Редактор Э. Рубан Те ред Л Я Левина Корректор В. И. ЖолудеТнногра(рип, пр, Сапунова Заказ 505,17 Тираж 480ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий приМосква Ж, Раушская наб., д, 45 11 одписноовсте Министров ССС