Устройство для прогнозирования надежности

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для прогнозирования надежности технических объектов по.текущим значениям реализаций, представленных в виде непрерывных случайных процессов (СИ) воздействия, а также по сведениям .о предельных возможностях технических объектов, т.е. сопротивляемостных, изменяющихся10 во времени.Известно устройство для прогнозирования .надежности П 3 .Недостаток его состоит втом, что прогнозирование в нем осуществля 13 ется на основе. экстраполяции реализации С 11 на отрезок времени до очередного контроля. 11 одобная экстраполяция применима лишь к довольно .гладким Функциям и позволяет определить, в вероятном смысле, значение случайной переменной в пределах отрезка, времени, не превышающего интервала корреляции. 2Известно также. другое устройство для прогнозирования надежноети 2. Недостатками ега является узкая область применения в силу того,.что прогнозирование.в нем осуществляется на основе экстраполяции реализации С 11 для прогноза лишь. на небольшие отрезки. времени, и то, что недопустимые значения прогнозируемого параметра считаются известными .и однозначно определенными (детерминированными ), что снижает класс объектов, по отношению к которым это устройство .может быть приме" неко. В действительности в подавляющем большинстве случаев, предельное значение прогнозируемой.величины является. неопределенным или случайным. Кроме того, перечисленные аналоги не позволяют при прогнозировании надежности учитывать изменение во времени сопротивляемо"ти технического объекта.8946204ход - со вторым. входом блока вычитания, первый вход которого соединексо вторым входом устройства, а выход - со вторым входом вычислитель"ного блока, выход которого соединенсо вторыми входами Б 1 П 1 и блока произ ведения, второй выход которого подключен к первому-входу Б 1 П 1, выход.которого соединен с третьим,входои бло 16 ка произведения.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для про. гнозирования надежностиУстройство для прогнозирования1 В содержит коррелятор 1, выход которо-,го соединен е первым входом анализа"тора 2 случайного процесса, а входявляется первым входом устройства.Анализатор 2. своим вторым входом поду ключен к первому входу устройства,а,выходом -к первому входу вычисли-тельного блока 3. Второй вход блока3 соединен с выходом .блока 4 вычитания, первый вход которого подключен2 ко второму входу устройства а второй вход - к выходу БПК 5 Первый ивторой входы БПК соединены соответственно с третьим и четвер;гым входами устройства, а третий вход - с3 ф первым выходом блока 6 управления,второй выход которого. подключен кпервому входу сумматора 7. Выходсумматора соединен.с выходом устройства, а второй вход - с первым выходом блока З.произведения, второйвыход которого подключен к первомувходу БП 11 9, первый вход - черезблок 1 О дифференцирования к пятомувходу. устройства второй вход - квыходу вычислительного. блока 3, атретий - к выходу ЯШ 9. Второй входБ 11 П соединен с выходом вычислительного блока 3. 43И Наиболее близким .техническим решением к. предлагаемому, является уст-, ройство для прогнозирования надежности, содержащее, коррелятор, выход которого соединен с первым входом анализатора случайного. процесса,а выход - со вторым .входом анализатора случайного процесса, выход которого через вычислительный блок соединен.с первым входом .блока вознедення в степень, .второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход " с первым вхо" дом блока произведения, второй вход которого соединен с блоком дифферен" цирования, а выход - с вторым входом сумматора, первый вход которого соединен со вторым выходом блока упг равления, а выход - с регистрирую-: щим блоком 1.3 ).Недостатком устройства является невозможность учета при прогнозировании надежности изменения. сопротивляемости. технического.объекта., Этот недостаток вызван отсутствием возможности определения-текущих зна- чений сопротивляемости а, также неу" четом этого изменения в процессе прогнозирования надежности.техничес кого объекта.Цель изобретения - повышение точности прогноза. за счет изменения . во времени сопротивляемости при прогнозировании.надежности технического объекта.Изменение сопротивляемости, ее математического ожидания 4 Ъ, можно оценить как функцию числа, интервалов, корреляции Ф 3 (глубины прогноза) в соответствии с формулой:ас-х, -ао6 хне. 4 С 1 - значение. математическогоожидания в начальный моментвремени (при И щО);и 6- постоянные, определяющиезакон изменения сопротивляемости.Поставленная цель достигается тем, что устройство для прогнозиро" вання надежности с учетом изменения сопротивляемости снабжено блоком вы читания, блоком переменных коэффициентов (БПК) и блоком промежуточной памяти (Б 11 П), причем первый и второй входы БПК соединены соответственно с третьим и четвертым.входами устройства, третий вход . - с первым выходом Ялока управления, а- выУстройство для прогнозирования на" дежиости работает следующим образом.. Информация -о .воздействии на,технический объект,. например давление, температура,. вибрация и т.п в.виде СП в форме непрерывного злектрического сигнала 0(С) поступает с входа 1 .устройства на вход. коррелятора 1 и иа второй вход анализатора 2 случайного процесса В корреляторе опре" деляется,автокорреляционная функция случайного воздействия, а по ней ее интервал .корреляции С . Интервал корреляции задается анализатору 2 случайного процесса, в котором слу894620 Г 1 ГОх) Формула изобретения 5чайное воздействиеразбивается на промежутки ь, и затем в каждом из полученных промежутков. определяется наибольшее значениеЭти наибольшие значения поступают на первый вход вычислительного блока 3. Напервый и второй входы БПК 5 с входов Н и .Ч устройства соответственно посту" пают постоянныеи б , определяющие скорость изменения сопротивляемости. На третий вход блока 5 подаются текущие значения числа интервалов корреляции И, глубина прогноза с первого выхода блока 6 управления. В БПК 5 оценивается величина йц б, которая засылается на второй вход блока 4 вычитания. На первый вход блока 4 подается с входа 11 устройства значение К математического ожидания сопротивляемости. при И=О, В блоке 4 вычитания. определяется величина Оси текущего значения ма-тематического ожидания сопротивляемости. Вычисленные значения ОСд, являкщиеся аргументом условной функции распределения внещнего воздействия Го(ос) (=1,2п), поступают на второй вход вычислительного блока 3, в котором определяются условные вероятности (функции рас-.пределения ) Г 11Эти значения вероятности поступают на второй вход блока 8 произведения,где при помощи БП 11 9 формируется произведение с накоплением, т.е. вели- чинаМСледующая величина ГД (х направляется на первый регистр блока 8 через второй вход.Одновременно эта величина является управляющим сигналом для БПП 9, через его второй вход. По этому управляющему сигналу с выхода БПП на второй регистр блока Ь.произведения через его третий вход поступает результат произведения предыдущих величин Гяо:) (этот результат засылался с выходного регистра блока 8 через его второй выход на первый вход БШ 1 9), После перемножения д условных вероятностей .на первый регистр блока 8. через его первый вход поступают со входа Ч устройства через блок 10 дифференцирования сведения о,предельных возможностях техничес; кого объекта в виде функции распределения сопротивляемости УД(ОС) вначальный момент, времени. Таким образом, с выходного регистра блока 8произведения через его первый выход 3 на второй вход сумматора 7 подаетсявеличинаП РайА ю(х)у=1ф которая сумиируется как. К раэ .(К эа" . дается блоком 6 управления,в. зависимости от требуемой точности вычисления). Таким образом, на выходесумматора 7 формируется величина ф вероятности безотказной работы 1 надежности) Я (ц) технического объекта в соответствии с,формулой;Прогнозируемое значение надежностьподается на выход устройства.Положительный эффект, который да- Иет предлагаемое.изобретение заключается в том, что оно позволяет учмтывать изменение сопротивляемости технического объекта и тем самым, вотличие от известного уменьшить озкбки.в прогнозировании надежности. фф Поскольку сопротивляемость, как иравило, имеет тенденцию к снижению(имеет место "старение" техническогообъекта), то предлагаемое изобретение устраняет ошибку в сторону за" М вышения функции надежности., Положтельный эффект проявляется в возможности устранения последствийнепредвиденных отказов техническогообъекта. Экономический эффект б отвнедрения предлагаемого изобретенияможет быть оценен по следующей форму.ле: 5-Ъ+5 а бз45где 3 - стоимость простоя техничес"кого. объекта;бз - стоимость вышедших из строяузлов и элементов.технического. объекта;5 - стоимость работы инженернозтехнического персонала повосстановлению техническогообъекта. Устройство .для прогнозирования на-дежности, содержащее последовательноз 482 74 Тирам 735 ВНИКНИ Государственног по делам изобретений 113035,. Москва, Ж 35,"Патент , г. ужгород, ул. 11 роектная,яиал 789 соединенные .коррелятор,. анализатор случайного процесса, второй вход которого соединен с первым входом устройства, н вычислительный. блок, блок, управления, а также последовательно соединенные блок дифференцирования, блок произведения и сумматор другой вход которого подключен ко второму выходу блока управления, а выход - к выходу устройства, о т.л и ч.а ющ е е. с я тем, что, с целью.повышения точности прогноза, оно содержит блок промежуточной памяти, блок вычитания и блок переменных.,коэффициентов, первый и второй входы которого соединены соответственно с третьим н четвертым входами устройства, третий вход - с первым выходом блока управления, а выход - со вторым входом блока вычитания первый вход,которого соединен со вторым входом, устройства, а выход - со вторым входом вычислительного блока, выход которого соединен со вторыми входамиблока промежуточной памяти ы блокапроизведения, второй выход кбторого подключен к первому входу блока промежуточной.памяти, выход которого соединен с .третьим входом блока нро- Е изведения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР4 9 20747 кле 6 01 В 31/2819 бб2. Авторское свидетельство СССРВ 38 б 399, кл. 6 01 й Э/30, 1970.3Авторское свидетельство СССРВ 559198, кл. 6 01 й 31/28, 1975зе (прототип).