Устройство для вычисления уровня запасного оборудования технической системы

Номер патента: 1756904

Авторы: Бороденко, Казарцев, Кравцов, Подчуфаров

ZIP архив

Текст

(5 ЫТИЯМЕ ИЗОБРЕТЕИДЕТЕЛЬСТВУ Ия К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРПРИ ГКНТ СССР(22) 29,05 90 (46) 23,08.92, Бюл, М. 31 (72) Е,И,Бороденко, И,С.Подчуфаров,В.О,Кравцов и В.А,Казарцев (56) Авторское свидетельство СССР ч. 1434450, кл. 6 06 Р 15/46, 1985,Авторское свидетельство СССР М 1448348, кл. 6 06 Г 15/46, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ УРОВНЯ ЗАПАСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов, напри-мер, для определения оптимального уровня.запасного оборудованиятехнической систеПск мы, Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем сокращения объема вычислительных операций эа счет учета свойства одноэкстремальности целсевой функции задачи. Устройство содержит гене- . ратор 1 прямоугольных импульсов, счетчик 2, дешифратор 3, генераторы 4 и 5 линейно изменяющегося напряжения, коммутаторы 8 и 9, группы сумматоров 10 и 11, блоков 12 и 13 деления, блоков 14 умножения, блоков 15 сравнения, элементов НЕ 16, ключей 17, элементы ИЛИ-НЕ 18 и ИЛИ 20, Сущность изобретения заключается в последовательном сравнении величины вычисленных коэффициентов готовности с их предыдущим значенйем до прекращенйя возраСтания величины результата вычисления. 3 ил,Изобретение относится к вычислитель- ной работы устройства, вход пуска устройной технике и может быть использовано при ства подключен ко входам пуска генератоисследованиислучайных процессов, напри- ра прямоугольных импульсов и первого имер для оп ед.лопределения оптимального уровня второго генераторов линейно изменяющезапасного оборудования технической сис госй напрякения,Недостатком известного устройства явтемы,Известно устройство, содержащее бло- ляется низкое быстродействие и ри вычислеки умножения, элемент ИЛИ, элементы нии оптимального уровня запасногосравнения, генератор прямоугольных им- оборудования технической системы вслед-пульсов, счетчик, дешифратор и первую 10 ствие проведения расчетов всех значенийгруппу локов деления,б о ов .елдния, коэффициента готовности обьекта "техниче. Недостатком данного устройства явля- ская система - ЗИП" Кг, соответствующихется длительность процесса вычисления всем и уровням комплектации ЗИП, и выбоуровня, запасного оборудовании. ра из всех значений наибольшего.Наиболее близкиМ по технической сущ Цель изобретения - повышение быстроности к предлагаемому является устройст- действия устройства путемсокращенияобьво, содеркащее генератор прямоугольных ема вычислительных операций за счет учетаимпульсоа, счетчик, дешифратор, два гене- свойства одноэкстремальности целевойратора линейно-изменяющегося напряже- функции задачи,ния, два коммутатора, две группы 20 Вустройстводлявычисленияуровнязасумматоров, две группы блоков деления, пасного оборудования технической систегруппу блоков умножения, группу блоков мы, содержащее генератор прямоугольныхсравФения","ийдикатор;два клОча, выход ге- импульсов, счетчик, дешифратор, два гененератора пря ут ра прямоугольных импульсбв соеди- ратора линейно-изменяющегося напряженен со счетным входом счетчика и с 25 ния, два коммутатора, две группыуправлйощимивходами первого и второго . сумматоров, две группы блоков деления,ключей; вьход счетчика связан с входом де- группу блоков умножения, группу блоковшифратора",выходы первого и второго гене- сравнения; индикатор; два ключа, выход ге-.раторов лит ров линейно-измейя 1 ощегосянератора прямоугольных импульсов соединапряжения подкл;очены соответственно к 30 нен со счетным входом счетчика и синформациойнымвходампервЬгбивторого управля 1 ощими входами первого и второгоключей, выходы которых подключены соот- ключей, выход счетчика связан с входом деветственно к информационным входам пер- шифратора, выходы первого и второго геневого и в;орогокоМмутаторов; уйравляющие рато ров . линейно-изменяющегося"входы которых соедсоединены с соответствую напряжения подключены соответственно кщими выходами дешифратора, выходы пер- информационным входам первого и второгоного коммутатора подключены ко входам ключей, выходы которых подключены соотпервых слагаемых сумматоров первой груп- ветствейно к информационным входам перпы и ко входам делимых блоков деления вого и вторбго коммутаторов,уйравляюциепервой группы, входы делителей которых 40 входы которых соединены с соответствуюсоединены с выходамй соответствующих щими выходами дешифратора выходы персумматоров первой груйпы, а выходы под- вого коммутатора подключены ко входамключены к входам первых сомнокителей со- первых слагаемых сумматоров первой груп ответствующих блоков умножения группы, пы и ко входам делимых блоков делениявходы сомножителей которых соединены с 45 первой группы, входы делителей которыхвыходами соответствующих блоков деления: соединен й с выходами соответствующихвторой группы, выходы вторОго коммутато- сумматоров первой группы, а выходы подра подключены к входам первых слагаемых ключены к входам первых сомножителейсоответствующих сумматоров второй груп-соответствующих блоков умножения группы, входы вторых слагаемых сумматоров 50 пы, входам первых сомнокителей соответпервой группы подключеныко входу зада- ствующих блоков умножения- группы,ния времени восстановления"системы уст- входы вторых сомножителей которыхсоедиройства, входы вторых слагаемых нены с выходами соответствующих блоковсумматоров второй группы подключены ко деления второй группы, выходы второговходу задания времени безотказной работы 55 коммутатора поДключены к входам первыхстройства, входы делителя и делимого каж- слагаемых соответствующих сумматоровдого блока деления второй группы соедине- второй группы, входы вторых слагаемыхны соответственно с выходами сумматоров первой группы подключены ксоответствующего сумматора второй груп- входам первых слагаемых соответствующихы и со входом задания времени безотказ- сумматоров второй группы, входы вторых(1) где То - среднее время безотказной работы технической системы;Ты - среднее время восстановления технической системы при уровне запасов; 5Тызип - среднее время безотказной работы ЗИП при уровне запасов; слагаемых сумматоров первой группы подключены квходу задания времени восотанооления Системы устройства, входы вторых слагаемых сумматороо второй группы подключены к входу задания времени безотказной работы устройства, входы делителя и делимого каждого блока деления второй группы соединены соответственно с выходами соответствующего сумматора второй группы и с входом задания времени безотказной работы устройстоа, вход пуска устройстваподкл очен к входам пуска генератора прлмоугольных импульсов и первого и второго генераторов линейно-изменяющегося напряжения, введены группа элементов НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и группа ключей, первые входы всех блоков сраонения группы соединены с выходами соответствующих блоков умножения группы, а вторые входы всех блоков сравнения группы, кроме последнего, связаны с оыхО- дами следуюних блоков умножения группы. выходы блоков сраоненил группы солзаны с входами элемента ИЛИ-НЕ и с входами соответствующих элементов НЕ группы, выходы блоков НЕ группы соединены с адресными входами индикатора и с управляющими входами соответствующих ключей группы, кроме последнего, информационные входы которых соединены с выходами соотоетстоующих блоков умножения группы, а выходы - с соотоетстоующими информационными входами индикатора, выход последнего разряда дешифратора связан с управляющим входом последнего разряда дешифратора связан с управляющим оходом последнето ключа группы и с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к оходуостановки генератора прямоугольныхимпул ьсоо.Математическая сущность изобретения заключаетсл в нахождении такого уровня запасов при ограничении его по стоимости, при котором коэффициент готооности объекта "техническая система - ЗИП" был бы максимальным,Та зпп - среднее время восстановленияЗИП (от уровня ЗИП не зависит. заьисит только от стратегии пополнения);Кг 1 - КОЭффИцИЕНт ГОтОВНОСтИ тЕХНИЧЕ ской системы;Ка - коэффициент готовности ЗИП, С увеличением уровнл комплекта запасов, т,е. От первичного элемента (резисторы, диоды и т,п.) к функциональным элементам 10 (ФЭ), от ФЗ к конструктивным блокам и такдалее, уменьшаетсл Тц 1 (фиг.2), но возрастает стоимость каждого элемента,чтопри ограничении на общую стоимость ЗИП приводит к уменьшению среднео времени 15 безотказной работы ЗИП Тызип (фиг 2). 8соответствии с выражением (1) уменьшение Тс. :оь зыоает рост Кг 1, а уменьшение Тозип - убывание Ка (фиг,Э), В точке пересечения кривых К 1 и Ка лежит максимальное един стоеное значение Ка и уровень комплектаоыбираегсл по т,А (фиг.З). Значения Т и Тозип от уровня комплекта запасов не заьислт, Задача решается при линейной зависимости25 30 Длл моделирования процесса нахождения оптимального уровня ЗИП последовательно вычисляются дискретные"значения коэффициента Кг, затем его величина сраониоаетсл с предыдущим его значением и, 35 если она меньше, то процесс йродолжается,а если больше, то прекращается, так как последнее вычисленное значение Кг является максимальным.Существенные отличия заключаютсл в 40 том, что введение связей блоков сравненияс выходами двух блоков умножения обеспечивает полвление скачка напрлжения на его выходе о случае превышения последним результатом оычисленил Кг предыдущего зна ченил К 0-1); ооедение группы ключейнеобходимо для начала работы индикатора и длл отображения индикатором окончательного значения Кгмакс Введение группы блоков НЕ обеспечивает нормальную рабо ту индикатора. Введение блока ИЛИ-НЕ потребовалось для того, чтобы остановить процесс вычисления йри определении Кгмакс. Введение блока ИЛИ позволяет выделить импульс на запрещение работы гене ратора прямоугольных импульсов придостижении Кгмакс.На фиг,1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - диаграммы зависимости времени восстановлениятехнической системы (Тв) и времени безотказной работы ЗИП Тозип) от уровня комплектования ЗИП (однозначно связав со стоимостью элементов данного уровня ЬСзип); на фиг.3 - диаграммы зависимости коэффициента готовности технической системы Кг 1. ЗИП - Кг 2, технической системы - ЗИП - Кг от уровня комплектования ЗИП - ЬСзип.Устройство содержит генератор 1 пря 5 10 моугольных импульсов, счетчик 2, дешифратор 3, первый 4 и второй 5 генераторы линейно-изменяющегося напряжения, вход 6 задания времени восстановления, вход 7 задания времени безотказной работы, пер вый 8 и второй 9 коммутаторы, сумматоры 101-10 п, 111-11 п, первой и второй групп, блоки 121 - 12 и 131 - .13 п деления первой и второй групп, блоки 141-14 п умножения,20 группу блоков 151 - 15 п сравнения, элементы НЕ 161-16 п, группу ключей 171 - 17 элементИЛИ -НЕ 18, индикатор 19, элемент ИЛИ 20,ключи 21 и 22,Выход генератора 1 прямоугольных импульсов соединен со счетным входом счет чика 2 и с управляющими входами первого 21 и второго 22 ключей, выход счетчика 2 связан с входом дешифратора 3. выходы первого 4 и второго 5 генераторов линейно- изменяющегося напряжения подключены 30 соответственно к информационным входам первого 21 и второго 22 ключей, выходы кОторых подключены соответственно к информационным входам первого 8 и второго 9 коммутаторов, управляющие входы кото рых соединены с соответствующими выходами дешифратора 3, выходы первого коммутатора 8 подключены к входам первых слагаемых сумматоров 101 - 10 П первой группы и к входам делимых блоков 121-12 п де ления первой группы, входы делителей 121-12, которых соединены с выходами соответствующих сумматоров 101-10 П первой группы, а выходы подключены к входам первых сомножителей соответствующих блоков 45 141-14 П умножения группы, входы вторых сомножителей 141 - 14, которых"соединены с выходами соответствующих блоков 131 - 13 деления второй группы, выходы второго коммутатора 9 подключены к входам первых 50 слагаемых соОтветствующих сумматоров 111 - 11 л второй группы, входы вторых слагаемых сумматоров 101-10 П первой группы подключены к входу 6 задания времени восстановления системы устройства, входы 55 вторых слагаемых сумматоров 111 - 11 второй группы подключены к входу 7 задания времени безотказной работы устройства, входы делителя и делимого каждого блока 131-13 П деления второй группы соединены соответственно с выходами соответствующего сумматора 111-11 п второй группы и с входом 7 задания времени безотказной работы устройства, Вход пуска устройства подключен к входам пуска генератора 1 и рямоугольных импульсов и первого 4 и второго 5 генераторов линейно-изменяющегося напряжения, первые входы всех блоков 151- 15 п сравнения группы соединены с выходами соответствующих блоков 141-14 п умножения группы, а вторые входы всех блоков 151-15 п сравнения группы, кроме последнего 15 п, связаны с выходами следующих блоков 141-14 П умножения группы, выходы блоков 151-15 п сравнения группы связаны с входами элемента ИЛИ-НЕ 18 и с входами соответствующих элементов НЕ.161 - 16 п группы, выходы блоков НЕ 161 16 п группы соединены с адресными входами индикатора 19 и с управляющими входами соответствующих ключей 171-17,-1 группы, кроме последнего 17 п, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 14-14 умножения группы, а выходы - с соответствующими информационными входами индикатора 19, выход последнего разряда дешифратора 3 связан с управляющим входом последнего ключа 17 П группыи с первым входом элемейта ИЛИ 20, выход элемента ИЛИ 20 подключен к входу остановки гейератора 1 прямоугольных импульсов.Устройство работает следующим обра- . зом;В исходном состоянии устанавливаются частоты следования импульсов генератора 1Еп - - = тд р/ЬТоэип = дЧф/Ь Тв,1Тозначение напряжений и углы на выходах генераторов 4 и 5, напряжения, пропорциональные Твэип и То на входах 6 и 7. На оба входа блока 15 сравнения подается "0", на его выходе формируется сигнал "1", который элементом ИЛИ-НЕ 18 инвертируется в "0", и работа устройства не запрещается,С приходом сигнала пуска на выходе генератора 1 появляется импульс, который поступает на счетчик 2, с выхода которого кодовая комбинация поступает на вход дешифратора 3. На выходе дешифратора 3 появляется потенциал, который подается на управляющие входы коммутаторов 8 и 9, разрешая тем самым коммутацию напряжения с выходов генераторов 4 и 5 на выходы коммутаторов 8 и 9, так как на длительность импульса с генератора 1 открыты элементы(о момент то. фиг.2), пропорциональное значению Тозип для самого низкого уровнякомплектов, поступает на вход первого сум-матора 101 и вход пероого блока 121: на 5другой вход первого сумматора 101 подается постоянное напряжение с входа 6, пропорциональное Твзип. С выхода первогосумматора 101 напряжение поступает навход первого блока 121 деления, а с его 10выхода- на первый вход первого блока 141умножения. Напряжение с выхода генератора 5 (о момент то), пропорциональное значению Тв для самого низкого уровнякомплектов, поступает на вход первого суммотора 111, на другой вход которого подается постоянное напряжение,пропорциональное То,С выиода сумматора 111 напряжениепоступает о первый блок 131, на другой вход 20которого подается напряжение, пропорциональное То. Напряжение с выхода блока 131поступает на второй вход первого блока 141умножения, где и происходит вычислениеК для самого низкого уровня комплектов, 25В момент времени с 1 (фиг.2) с выходагенератора 1 на вход счетчика 2 поступаетвторой импульс, а следооательно, с второговыхода дешифратора 3 открываются вторыевыходы коммутаторов 8 и 9, на информационные входы которых подается напряжение с выходов генераторов 4 и 5 для второгоуровня запасов (стоимость элементов дан-ного уровня 2 Л С). Аналогичным образомпроисходит вычисление К, 35Напряжение с выхода блока 141, пропорциональное Кг, подается на первыеоходы ключа 171 и блока 151, подготавливая ихоткрытие, а с выхода блока напряжение 14,пропорциональное Кг - на первые входы 40яключа 172 и блока 152 сравнения, а крометого, на второй вход блока 151. На обоихвходах блока 151 сравнения сигналы сохра-.няются до момента выполнения им операции, благодаря применению блоков 141 - 14 л 45умножения с задержкой во времени сигналана выходе,Если К,К то на выходе блока 151овозникает е 1 диничный импульс напряжения,Если Кг с Кг, то на его выходе присутствует 50Илогический "0". В первом случае единичныйимпульс с выхода блока 151 не проходит навыход блока 18, он инвертируется блокомНЕ 1.61 в "0" и поэтому на ключ 17 индикатор 19 не срабатывает, Вычисление значений Кг и сравнение их по величине друг с.другом продолжается подобным образомследующими по порядку блоками 14;-15 дотех пор, пока не появится КРК(". Вэтом случае процесс вычисления прекращается, на индикаторе высвечивается его значение, так как на выходе блока 15 ь 1 "0", а на выходе соответствующего ему блока НЕ 16 ь 1 появляется "1", срабатывает ключ 17 ь 1, устанаоливая индикацию значения Кгс. на выходе блока ИЛИ-НЕ 18 - ".1". Поступая на вход блока ИЛИ 20, она вызывает появление сигнала на останов на его выходе, Генератор 1 останавливается, на выходе дешифратора исчезает сигнал. В случае, когда Кгмакс = Кгп, тогда с йоследнего и-го выхода дешифратора 3 подается импульс на управляющий вход ключа 17 п и на индикатор 19. Происходит высвечиваниепоследнего.значения коэффициейта Кг. Кроме того, этот импульс с последнего выхода дешифратора 3 проходит через блок ИЛИ 20 на останов генератора 1 и прекращается работа устройства. На индикаторе 19 остается отображение значеййя Кгмакс в цифровом оиде,Таким образом, последовательное сравнение величины оычислейных коэффициентов готовности К с их предыдущим значением дает возможносгь сократить число вычислений, так как согласно предлагаемому алгоритму не требуется производить вычисление всех значений Кг, что пооышает быстродействие устройства практически в два раза.Формула изобретенияУстройство для вычисления уровня за-. пасного оборудования технической системы, содержащее генератор прямоугольных импульсов, счетчик; дешифратор. два генератора линейно измейяющегося напряжения, два коммутатора, две группы сумматоров, две группы блоков деления, группу блоков умножения, группу блоков сравнения, индикатор, два ключа, выход генератора прямоугольных импульсов соеди- . нен со счетным входом счетчика и с управляющими входами первого и втооого ключей, выход счетчика связан с входом дешифратора. выходы первого и второго генераторов линейно изменяющегося напряжения подключены соответственно к информационным входам первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к информационным входам первого и второго коммутаторов, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, выходы первого коммутатора подключены к входам первых слагаемых сумматоров первой группы и к входам делимых блоков деления первой группы, входы делителей которых соединены с выходами соответствующих сумматоров первой групйы, а выходы подключены к входам первых сомножителей, одноэкстремальности целевой функции засоответствующих блоков умножения груп- дачи. в устройстводополнительно введены пы, входы вторых сомножителей которых группа элементов НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, соединены с выходами соответствующих элемент ИЛИ и группа ключей, первые вхоблоков деления второй группы, выходы вто ды всех блоков сравнения группы соедине- рого коммутатора подключены к входам ны с выходами соответствующих блоков первыхслагаемыхсоответствующихсумма- умножения группы. а вторые входы всех торов второй группы, входы вторых слагае- блоков сравнения группы, кроме последне- мых сумматоров первой группю го, связаны с выходами следующих блоков подключены к входу задания времени вос умножения группы, выходы блоков сравнестановления системы устройства, входы ния группы связаны с входами элемента вторых слагаемых суммаоров второй груп- ИЛИ-НЕ и входами соответствующих элепы подключены к входу задания времени ментов НЕ группы, выходы блоков НЕ груп- безотказной работы устройства, входы де- пы соединены с адресными входами лителя и делимого каждого блока деления 15 индикатора и с управляющими входами совторой группы соединены соответственно с ответствующих ключей группы, кроме повыходамй соответствующего сумматора следнего, информационные входы которых второй группы и с входом задания времени соединены с выходами соответствующих безотказной работыустройства, вход пуска блоков умножения группы, а выходы - с устройства подключен к входам пуска гене соответствующими информационнь ми вхоратора прямоугольных импульсов и первого дами индикатора, выход последнего рэзряи второго генераторов линейно изменяюще- да дещифратора связан с управлгнощим гося напряжения, о тл и ча ю щ е е с я тем, входом последнего ключа группы и с перчто, с целью повышения быстродействия ус- вым входом элемента ИЛИ, выход элемента тройства путем сокращения объема вычис ИЛИ подключен к входу остановки генералительных операций путем учета свойства тора прямоугольныхимпульсов,Т

Смотреть

Заявка

4832258, 29.05.1990

ХАРЬКОВСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЕННОЕ КОМАНДНО-ИНЖЕНЕРНОЕ УЧИЛИЩЕ РАКЕТНЫХ ВОЙСК ИМ. МАРШАЛА СОВЕТСКОГО СОЮЗА КРЫЛОВА Н. И

БОРОДЕНКО ЕВГЕНИЙ ИВАНОВИЧ, ПОДЧУФАРОВ ИГОРЬ СЕРГЕЕВИЧ, КРАВЦОВ ВИКТОР ФИЛИППОВИЧ, КАЗАРЦЕВ ВАДИМ АЛЕКСЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G06F 15/46

Метки: вычисления, запасного, оборудования, системы, технической, уровня

Опубликовано: 23.08.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1756904-ustrojjstvo-dlya-vychisleniya-urovnya-zapasnogo-oborudovaniya-tekhnicheskojj-sistemy.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для вычисления уровня запасного оборудования технической системы</a>

Похожие патенты