Реферат: Расчёт 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 9 

 

 

 

 

 

 

Студент: Медведев С.В.

Группа: АС-06-1

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

9

85

0,01

1

1

5

5

5

5

5

0,2

0,2

5

5

5

0,1

-

 

 

/>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,4 элементы объединяем в квазиэлемент А, а 3,5 элементы в квазиэлемент B

/>

 

 

/>

/>

 

Элементы А, B, 6, 7, 8 образуют мостиковую систему, которую можно заменить квазиэлементом C.

/>

 

/>

 

Так как и  преобразуем формулу

 

/>

 

Элементы 9, 10 объединяем в квазиэлемент D

 

/>

/>

 

Так как преобразуем формулу

/>

 

/>

 

 

 

Элементы 11, 12, 13 объединяем в квазиэлемент E

 

/>

 

Так как преобразуем формулу

 

/>

 

/>

 

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= 85%  (Р/> = 0.85) γ- процентную наработку системы Тγ =0.051263 *10/> ч.

    По условиям задания повышенная    γ — процентная наработка системы  />=1.5•T/>. = 1.5•0.051263•10/> = 0,07689•10/> ч.

Расчет показывает, что при t=0,07689•10/>ч для элементов преобразованной схемы p1=0,999231, pС = 0,743801, pD = 0,999767, pE = 0,967480616 и p14=0,99234. Следовательно, из пяти последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элемент С (мостиковая система) и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.

Для того, чтобы при />= 0,07689•10/>  ч система в целом имела вероятность безотказной работы Рg=0.85, необходимо, чтобы элемент С имел вероятность безотказной работы

/>

Элемент С состоит из элементов 6, 7, 8, Aи В. Используя формулу

/>

решим данное уравнение в Excel получим

/>= 0,71378

/>

/>

Т. к. в уравнении появились 2 неизвестные, />и/> будем считать равными

/>

Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону, то для элементов 4 — 8 при t=0,07689•10/> находим

/>

Таким образом, для увеличения g — процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов 4, 5, 6, 7 и 8 и снизить интенсивность их отказов с 5 до 4.385×10/> />, т.е. в 1.15 раза.

/>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:

 

/>

 

Система с резервированием

 

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

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,85 до 0,964841

.

/>

 


/>


/>


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 0.051263 *10/> ч часов вероятность безотказной работы системы при стpyктурном резервировании выше нежели при замене элементов

 

 

 

еще рефераты
Еще работы по теории систем управления