Реферат: Расчет структурной надежности системы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Российский химико-технологический

университет имени Д.И. Менделеева»

Новомосковский институт (филиал)

Кафедра

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

 

 

Предмет «Надежность, эргономика, качество АСОИУ»

 

 

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ 

«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»

Вариант 15 

 

 

 

 

 

 

Студент: Акименко Д.В.

Группа: АС-06-2

Преподаватель: Прохоров В. С.

 

 

 

 

 

 

                                                      Новомосковск, 2010

Задание

По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы /> и значениям интенсивностей отказов ее элементов /> требуется:

1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 — 0.2.

2. Определить />  — процентную наработку технической системы.

3. Обеспечить увеличение />  — процентной наработки не менее, чем в 1.5 раза за счет:

а) повышения надежности элементов;

б) структурного резервирования элементов системы.

Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов). Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется идентичными по надежности резервными элементами или группами элементов. Переключатели при резервировании считаются идеальными. 

№ варианта

γ, %

Интенсивность отказов элементов, λ·10¯, ч¯¹

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

90

0,1

1

1

1

1

0,5

0,5

0,5

2

2

0,5

0,2

0,2

1

1

 

 

/> 

 

 

 

 

 

 

Элементы 2,3,4,5 объединяем в квазиэлемент А.

/>

/> 

 

Поскольку />, то данная формула может быть упрощена и будет иметь вид:

/> 

 

 

Элементы 12, 13 соединены последовательно, поэтому можем объединить их в квазиэлемент B 

/>

Элементы 14, 15 соединены параллельно, поэтому мы можем объединить их в квазиэлемент С

/> 

 

 

/> 

Поскольку />, то данная формула может быть упрощена и будет иметь вид:

/> 

Элементы 1 и Aсоединены последовательно, поэтому мы можем объединить их в квазиэлемент D, а элементы 6,7,9,11 и Bобразуют мостиковую систему, которую можно заменить квазиэлементом E 

 

/> 

Таким образом,

 

/> 

/>

 

 

Элементы E, 10 объединяем в квазиэлемент F

 

/>

 

/>

 

Элементы 8, Cобъединяем в квазиэлемент G

/>

 

 

 

 

 

 

 

Элементы Fи Gобъединяем в квазиэлемент H

 

/>

 

/>

 

Элементы D и H

/>

 

Так как по условию все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации, то вероятность безотказной работы элементов с 1 по 14 подчиняются экспоненциальному  закону:

 

/>

/>

По графику находим для  γ=90%  (Р/> = 0.9) γ- процентную наработку системы Тγ =0,5275*10/> ч.

    По условиям задания повышенная    γ — процентная наработка системы  />=1.5•T/>. = 1.5•0,5275•10/> = 0,79125•10/> ч.

Расчет показывает, что при t=0,79125•10/>ч для элементов преобразованной схемы pD=0,841377, pH = 0,96722. Следовательно, из двух последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элемент D(последовательное соединение 1 и А) и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.

Для того, чтобы при />= 0,79125•10/>  ч система в целом имела вероятность безотказной работы Рg=0.9, необходимо, чтобы элемент Dимел вероятность безотказной работы

/>

Элемент Dсостоит из элементов 1, A. Используя формулу

/>

/>

 

/> 

Поскольку  = 0,635358

Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону, то для элементов 4 — 8 при t=0,79125•10/> находим

/>

Таким образом, для увеличения g — процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов 2, 3, 4, 5 и снизить интенсивность их отказов с 1 до 0.573228×10/> />, т.е. в 1.745 раза.

/>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:

 

/>

 

Система с резервированием

 

При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлемента A. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,813796  до 0,886504

.

/>

 


/>


/>


Вывод

 

Анализ зависимостей вероятности безотказной работы системы от времени (нара­ботки) показывает, что второй способ повышения надежности системы (структурное резервирование) предпочтительнее первого, так как в период наработки до 0.5275 *10/> ч часов вероятность безотказной работы системы при структурном резервировании выше, нежели при замене элементов.

 

 

 

еще рефераты
Еще работы по теории систем управления