Устройство для определения размера ресурсов восстановления технического объекта

(59 С 06 Р Й ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО снобаеий ноо ССС 1980. СССР 83 тов ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ПИСАНИЕ ИЗОБР(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА РЕСУРСОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯТЕХНИЧЕСКОГООБЪЕКТА, содержащее цепмоделирования отказов блоков технического объекта, каждая из которыхсостоит из формирователя экспоненциальных импульсов, индикатора и последовательно соединенных генератораслучайных напряжений, блока умножения и порогового блока, выход формирователя экспоненциальных импульсовсоединен с вторым входом блока умножения, входы питания формирователей экспоненциальных импульсов всех цпей связаны с выходом блока заданпостоянного напряжения, о т л и чю щ е е с я тем, что, с целью обпечения возможности определения кличества запасных элементов различго уровня для восстановления технического объекта, оно содержит генератор тактовых импульсов, делительчастоты и в каждой цепи первый элемент запрета и узел выбора уровняресурса, управляющий и информационные выходы которого соединены соответственно с управляющим входомпервого элемента зационными входами индляющие входы первыхсвязаны с выходом деи управляющим входо прета и информаикатора, управ- Е элементов запрета лителя частоты м генератора так- подсоединенФ оду делите- Я а узлов выны с входом ых.импульсов, выходом ного к информационному вх ля частоты, а входы сброс бора уровня ресурса связа сброса делителя частоты.1203539 узла,2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что узел выбора уровня ресурса содержит первый блок задания постоянного коэффициенга, элемент НЕ, элемент ИЛИ, четвертый элемент запрета, а также ветви расчета числа запасных элементов одного уровня ресурса, каждая из которых включает второй элемент запрета, второй блок задания постоянного коэффициента, элемент сравнения, одно- вибратор, счетчик и дешифратор, а каждая ветвь, кроме первой, содержит третий элемент. запрета, выход первого блока задания постоянного коэффициента соединен с.информационным входом четвертого элемента запрета, выход и управляющий вход которого связаны соответственно с первыми входами элементов сравнения и выходом элемента НЕ, подключенным к управляющим входам вторых элементов запрета, информационные входы которых соединены с выходами соответстИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайныхпроцессов восстановления, например,для определения количества запасныхблоков, обеспечивающих исправноефункционирование технического устройства.Цель изобретения - обеспечениевозможности определения количестваразнотипных запасных блоков, необходимых для восстановления технического объекта за установленное время.На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональнаясхема узла выбора уровня на фиг.3 -функциональная схема формирователяэкспоненциальных импульсов, нафиг.4 - временные диаграммы работыустройства,Устройство содержит формирователи 1 -1 экспоненциальных импульсов,генераторы 2-2 случайных напряжений, блоки 3-Зп умножения, пороговые блоки 41-4 ц, узлы 5,-5 выбо 10 15 20 25 вующих вторых блоков задания постоянных коэффициентов, выходы вторыхэлементов запрета, кроме первой ветви, связаны через третьи элементызапрета с вторыми входами соответствующих элементов сравнения, выходвторого элемента запрета первой ветви связан с вторым входом элемента.сравнения данной ветви непосредственно, выход каждого элемента сравнения подключен к входу соответствующего одновибратора и управляющимвходам третьих элементов запретапоследующих ветвей, выходы одновибраторов соединены со счетными входали соответствующих счетчиков ивходами элемента ИЛИ, выход которого является управляющим выходом узла, выходы обнуления счетчиков соединены со сбросовым входом узла , а выходы счетчиков черезсоответствующие дешифраторы связаны с информациоНными выходами ра уровня, блоки 6,-6 индикации, генератор 7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты, первые элементы 9 запрета и блок 10 задания постоянного напряжения.Узел 5 выбора уровня содержит первый блок 11 задания постоянного коэффициента, элементы 12-12 сравнения, одновибраторы 13-13, счетчики 14-14, дешифраторы 15, -15, вторые элементы 16 - 16 запрета, вторые блоки 17 м -17 задания постоянных коэффициентов, третьи элементы 18 - 18 запрета, четвертый элемент 19 запрета, элемент НЕ 20 и элемент ИЛИ 21.формирователь 1 содержит резистор 22, накопительный конденсатор 23 и ключ 24.Сущность изобретения заключается в том, что путем моделирования определяется число отказов каждого блока технического устройства на заданном периоде эксплуатации Т, Восстановление может производится элементами различного уровня (первичные элемен1203539 3ты функциональные элементы, конструктивные блоки и т.д.). При этомвремя восстановления различно. Длявосстановления выбирается тот элементнизшего уровня, для которого времявосстановления меньше допустимого.Таким образом, запасной комплектсоставляется из элементов различногоуровня и позволяет произвести восстановление за допустимое время снаименьшими экономическими затратами.Формирователь 1 экспоненциальныхимпульсов представляет собой 10 -цепочку. с электронным ключом, подключенным параллельно конденсатору. Онреализует вероятность отказа-гоблока технического устройства по за-я 1кону Р =1-е, где Я; - интенсивность отказов. Закон реализуется засчет процесса заряда накопительногоконденсатора 23, скорость измененияэкспоненты регулируется за счет. изменения величины конденсатора 23.Электронный ключ закорачивает конденсатор (разряжая его) при поступлении управляющего импульса с первого выхода узла 5 через элемент 9.Генераторы 2,-2случайных напряжений представляют собой генераторышума, выполненные по известным схемам, содержащим в качестве первичного источника шума полупроводниковыйэлемент и усилитель. Совместно сблоками 3-3они обеспечивают моделирование случайного процесса изменения Р, = - е " . Узлы 5-5 п выбора уровня обеспечивают однозначныйвыбор таких элементов, которые позволяют устранить отказ за время, меньшее заданного. Анализ уровня начинается с элемента самого низкого, у которого время восстановления наибольшее. Если оно бопьше допустимого,то выбирается элемент более высокогоуровня, у которого время восстановления меньше, чем у предыдущего. Если и это время больше допустимого,ло анализируются элемент, следующийпо уровню и т,д. до тех пор, покавремя восстановления ( ;) не станетменьше допустимого (Тд),Блоки 6,-6индикации содержаткаждый К цифровых индикаторов.Генератор 7 представляет собойтиповой генератор импульсов с управляющим входом. При поступлении запрещающего сигнала импульсная последовательность на его выходе отсутствует,Устройство работает следующим образом.Изменение во времени вероятностиотказов по закону Ро =(-е всехблоков технического устройства моделируется Формирователями 1 - 1 , Полдается постоянное напряжение с выхода блока 10 на конденсаторы 23. Происходит заряд накопительных конден саторов, причем постоянная временизаряда каждого формирователя 1; отлична от других и соответствует интенсивности отказов Я,-го блокатехнического устройства. Таким образом, вероятность отказов каждогоблока изменяется со своей скоростьюв соответствии с Я; (фиг.4 а,1,4)Случайный характер изменения вероятности отказов моделируется путем перемножения напряжения на конденсаторе 23 со случайно изменяющимся напряжением генераторов 2 -2 ,Умножение производится в блоках 3;3.При достижении на выходе блока 31 25 напряжения О(где 0 - напряжениелогической единицы) на выходе порогового блока 4; появляется напряжение логической единицы (фиг.43),которое поступает на вход узла 5 . Всоответствии с логикой работы узла5; на его определенном втором выходе (в зависимости от выбранногоуровня запасного элемента) появляется сигнал, который отображается на 35индикаторе 6 . На индикаторе 6 вы 1свечивается единица, свидетельствующая о необходимости включения всостав запаса элемента выбранногоуровня для-го блока. Одновременнанапряжение с первого выхода узла 5;подается через элемент 9; на управляющий,вход ключа 24 . Происходитразряд конденсатора 23, и начинается моделирование дальнейшего процес, са эксплуатации.В момент времени 1 1, (Фиг.4) происходит отказ первого блока технического устройства. Аналогичным1образом, как и для 1 -го блока, определяется уровень элемента, необходимого для включения в состав запаса.Происходят отображение на индикаторе 6; единицы определенного уровняи разряд конденсатора 23, в блоке 1,.В момент времени 1 происходит2,второй отказ- го блока . Устр ойств о работает аналогичным образом , ина индикаторе 6 высвечивается двой 1ка, свидетельствующая о необходимос12ти включения в состав запаса второго элемента того же уровня для 1 -гоблока.Работа устройства происходит таким образом до тех пор, пока текущеевремя не привысит заданного периодаэксплуатации (Т ).Время Т задается путем изменениякоэффициента деления делителя 8. Перестройка происходит за счет подключения или отключения дополнительныхтриггеров к сдвиговому регистру. Вмомент начала моделирования запускается генератор 7, импульсная последовательность с которого подается навход делителя 8.После поступления количества импульсов, пропорционального Т на выходе делителя 8 частоты появляетсясигнал, поступающий на управляющиевходы генератора 7 и элементов 9,-9,При этом прекращается поступлениеимпульсов с генератора 7 и запрещается прохождение сигналов с первыхвыходов узлов 5 1-5через элементы9,-9 на разряд конд"нсаторов 23 вФормирователях 1-1,На индикаторах 6 -6 отображаетися количество элементов выбранногоуровня для каждого блока технической системы, которые необходимоиметь в запасе для восстановлениясистемы за допустимое время на заданном периоде эксплуатации.Для обеспечения нового цикла моделирования подается импульс сброса,который очищает счетчики 14 1 и 14 пи делитель 8 частоты.Узел 5 выбора уровня работаетследующим образом. В исходном состоянии вводятся значения допустимоговремени восстановления в блок 11 изначения времени восстановления элементами различного уровня в блоки17- 17 , причемо ь . о ., ьдк 6 Вг " КВут.е. в блок 17 введено время восстановления для элемента самого высокого уровня, Блоки 11 и 17,-17 представляют собой регулируемые источники постоянного напряжения.В случае возникновения отказа потенциал логической единицы с блока 403539 25 ние се и Т . ЕслиТ, то анаег2логичным образом считывается инфор-,мация с соответствующего выхода дешиФратора 15 на индикатор 6. В слу/чае ь Т начинает работать третийуровень сравнения и т,д.До моделирования нового цикпа работы после замены отказавшего элемента необходимо произвести разряд накопительного конденсатора 2335блока 1 через ключ 24. Управляющийсигнал подается с выхода одновибратора 13 через элемент ИЛИ 21.После окончания работы счетчика14,-14 очищаются сигналом сброса,подаваемым на их входы обнуления.Положительный эффект от внедрения изобретения заключается в том,что при выполнении условия а с Т1суммарная стоимость скоплектованных ресурсов восстановления будетнаименьшая иэ всех возможных, поскольку стоимость элементов более высокого уровня, которые. можно включать в состав запаса при выполненииусловия ь,Т , выше определенныхв процессе работы устройства,5 10 15 20 поступает на вход элемента НЕ 20, инвертируется в ноль, который поступает на запрещающие входы элементов 19 и 164-16, разрешая тем самым сравнение Т иЕсли о Т, то на выходе элемента 12, появляется напряжение логической единицы, которое подается на запрещающие входы элементов 18 в , запрещая тем самым выбор элементов с второго по-й уровень. С выхода элемента 12, потенциал логической единицы поступает на вход одновибратора 13, который генерирует одиночный импульс,. После записи импульса в счетчик 14 информация о количестве импульсов дешифрируется дешифратором 15 и с его соответствующего выхода поступает на индикатор 6. Если .е ъ Т , то на выходе элемента 12 - напряжение логического нуля. Следовательно, на запрещающем входе элемента 18- напряжение логического нуля и происходит сравнеДемиденкина орректор И.Эрд Тираж 709 Государственного елам изобретений Москва, Ж, Рау каз 8419/53 ВНИИПИ и 11303Подписи тета СС открытийкая наб д,4/5 Фил ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проекты