Устройство для моделирования эксплуатационной

11и;,е; О1С: ".ЛЮ..

ЯХЬИ бли; - 1 Ь

390534

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 15.V1.1971 (№ 1671490/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11.Vll.1973. Бюллетень № 30

М. Кл. G 06g 7/48

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 681.333(088.8) Дата опубликования описания 16.I.1974.

Авторы изобретения

Е. К. Иодко, Ю. Д. Умрихин и В. И. )Ковинский

Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический институт связи

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ

НАДЕ)КНОСТИ СИСТЕМ

Изобретение относится к специализированным средствам электронного моделирования, предназначенным для исследования эксплуатационной надежности различных систем с учетом профилактики.

Известны методы исследования эксплуатационной надежности систем методом статистических испытаний на универсальных ЭВМ.

Однако эти методы требуют больших затрат времени н наличия ЭВМ с большой емкостью оперативной памяти.

Предложенное устройство позволяет решать задачу анализа и синтеза надежности систем в ускоренном масштабе времени при использовании сравнительно простой аппаратуры и может применяться для исследования эксплуатационной надежности практически любых систем. При этом может моделироваться работа системы при трех существующих в настоящее время стратегиях профилактического обслуживания:

a) Первая стратегия заключается в проведении профилактического обслуживания через некоторое заданное время безотказной работы системы. Если система выходит из строя до момента начала профилактики, то возникающий отказ устраняется аварийным ремонтом (восстановлением) и период профилактики отсчитывается с момента окончания аварийного восстановления; которое считается полным, т. е. возвращающим систему в состояние, характеризуемое первоначальным уровнем надежности. б) Вторая стратегия состоит в проведении профилактического обслуживания через заданное суммарное время наработки системы независимо от числа наблюдавшихся за это время отказов системы. в) Третья стратегия характеризуется прото ведением профилактического обслуживания в заранее намеченные сроки, разделенные равными промежутками времени, При использовании второй и третьей стратегий профилактического обслуживания ава15 рийное восстановление считается неполным, предполагающим минимальный необходимый аварийный ремонт для восстановления работоспособности системы, не влияющий на характер изменения интенсивности отказов системы в целом.

Профилактическое восстановление во всех случаях считается полным.

Предложенное устройство для моделирования эксплуатационной надежности систем с учетом профилактики, содержащее первый генератор импульсов, связанный с первым счетчиком и со вторым счетчиком через первую схему «Запрет», управляющий вход которой соединен с выходом первой схемы

3О «ИЛИ»; первый и второй триггеры, второй

390534 генератор импульсов, третий счетчик, соединенный через вторую схему «Запрет» с первым генератором импульсов, генератор случайного потока импульсов, первый и второй ждущие генераторы импульсов случайной длительности, переключатель, вторую и третью схемы «ИЛИ», соединенные с двумя входами первого триггера, пятую и шестую схемы «ИЛИ», соединенные с двумя входами второго триггера, отличается от известных 1 тем, что, с целью ускорения процесса моделирования и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит первый и второй ждущие генераторы линейного напряжения, функциональный преобразователь и пороговую схему; входы первого ждущего генератора линейного напряжения подключены к выходам первого триггера, à его выход через функциональный преобразователь и генератор случайного потока импульсов соединен со входами третьей и пятой схем

«ИЛИ» и со входом .первого ждущего генератора импульсов случайной длительности, связанного одним выходом со входами второй и четвертой схВМ «ИЛИ», а вторым выходом со второй схемой «Запрет» и с одним из входов первой схемы «ИЛИ», второй вход которой соединен с выходом второго ждущего генератора импульсов случайной длительности, второй выход которого подключен ко входам второй и четвертой схем «ИЛИ», выходы второго триггера связаны со входами второго ждущего генератора линейного напряжения, соединенного через пороговую схему с одной из клемм переключателя, вторая клемма которого подключена к выходу третьего счетчика, а третья клемма связана со вторым генератором импульсов; подвижный контакт переключателя соединен со входом второго ждущего генератора импульсов слу- 4О чайной длительности и со вторыми входами третьей и пятой схем «ИЛИ».

На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 формирования 4> потока отказов системы с заданной функцией интенсивности (опасности) отказа и,случайной длительности аварийного восстановления с заданным законом распределения, состоящий из генератора 1 линейного напряжения, статического триггера 2 для запуска и сброса процесса генерации в «0» генератора 1, логических схем «ИЛИ» 8 и 4, функционального преобразователя 5, генератора б случайного потока импульсов с управляемой от преобразователя 5 величиной интенсивности потока, имитирующего моменты наступления отказов системы, ждущего генератора 7 импульсов случайной длительности, имитирующих продолжительность аварийного ремонта, логическую схему «Запрет» 8, счетчик импульсов 9 и ключ 10, при замкнутом состоянии которого моделируется полное аварийное восстановление системы, при разомкнутом состоянии — неполное. Блок 1 предназначен дл имитации потока отказов системы харак н теризуемого случайными моментами возни ковения отказа и случайной величиной длительности устранения отказа (аварийное восстановление) .

Блок II формирования стратегий и параметров профилактического обслуживания системы состоит из логических схем «ИЛИ» 11 и 12, статического триггера 18, генератора 14 линейного напряжения, пороговой схемы 15, ждущего генератора 1б импульсов случайной длительности, имитирующих продолжительность профилактического восстановления системы, и генератора импульсов 17.

Блок II предназначен для имитации моментов остановки системы на профилактику и случайной величины длительности профилактического восстановления.

Переключатель 18 рода работ служит для смены режима профилактического обслуживания системы: в положении а переключателя моделируется работа системы при наличии первой стратегии профилактики, в положении б — второй стратегии, в положении в— третьей стратегии.

Кроме того, устройство содержит логические схемы «ИЛИ»,19, «Запрет» 20 генераl тор импульсов 21, счетчики импульсов 22 и 28.

Перечисленные элементы служат для подсчета суммарного времени исправной работы системы за анализируемый промежуток времени.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что моделируется работа системы при наличии первой стратегии профилактики (переключатель 18 рода работ установлен в положении а и ключ 10 замкнут).

Пусть в начальный момент времени триггеры 2 и 18 находятся в состоянии, при котором генераторы 1 и 14 линейного напряжения генерируют линейное напряжение. Линейное напряжение, вырабатываемое генератором 1, преобразуется функциональным преобразователем 5 в напряжение, которое, изменяя порог в генераторе б, изменяет в соответствии с заданым законом величину интенсивности случайного потока импульсов на выходе генератора б.

Линейное напряжение, вырабатываемое генератором 14, поступает в пороговую схему

15, где сравнивается с заданным пороговым значением, при достижении которого на выходе пороговой схемы 15 возникает импульс, имитирующий момент начала профилактического восстановления системы.

В случае, если ранее, чем напряжение на выходе генератора 14 достигнет порогового значения, на выходе генератора б появится импульс, означающий момент наступления аварийчого отказа до начала профилактики, то данный импульс поступит одновременно на вход ждущего генератора 7 и через замкнутый ключ 10 и схемы «ИЛИ» 4 и 12 на соответствующие входы триггеров 2 и 18. В ре390534

65 зультате произойдет запуск генератора 7, на выходе которого появится импульс случайной длительности, имитирующли продолжительность аварийного восстановления, который поступит через схему «ИЛИ» 19 на управляющий вход схемы «Запрет» 20 и на время, равное е"o длительности, запретит поступление импульсов от генератора 21 импульсов эталопчой частоты на вход счетчика 22. Одновременно с этим триггеры 2 и 18 опрокинутся, вследствие чего будет прерван процесс генерации и генераторах 1 и 14 и напря>кение па их выходах сбросится в нуль, что будет имитировать полное аварийное восстановление системы.

В момент окончания импульса случайной длительности генератора 7 а его втором выходе появится короткий импульс, который поступит через замкнутый ключ 10 и схемы

«ИЛИ» 8 и 11 на вторые входы триггеров 2 и

18. В результате триггеры 2 и 18 опрокинутся и произойдет запуск генераторов 1 и 14, что будет имитировать окончание аварийного восстановления и возобновление работы системы с одновременным началом отсчета периода профилактики.

Через некоторое время, необходимое для достижения напряжением на выходе генератора 14 порогового значения, что произойдет при условии отсутствия за это время импульсов на выходе генератора б, на выходе пороговой схемы появится импульс, который поступит одновременно на вход ждущего генератора lб импульсов случайной длительности и через схемы «ИЛИ» 4 и 12 на соответствующие входы триггеров 2 и 18. В результате произойдет запуск генератора lб, на выходе которого появится импульс случайной длительности, имитирующий продол>кительность профилактического восстановления, который поступит через схему «ИЛИ» 19 на управляющий вход схемы «Запрет» 20 и,на время, равное его длительности, запретит поступление импульсов от генератора 21 импульсов эталонной частоты на вход счетчика 22.

Одновременно с этим триггеры 2 и 18 опрокинутся, вследствие чего будет прерван процесс генерации в генераторах 1 и 14 и напряжение на их выходах сбросится в нуль, что будет имитировать полное профилактическое восстановление системы.

В момент окончания импульса случайной длительности генератора lб на его втором выходе появится короткий импульс, который поступит через схемы «ИЛИ» 8 и 11 на вторые входы триггеров 2 и 18. В результате триггеры 2 и 18 опрокинутся и произойдет запуск генераторов 1 и 14, что будет имитировать окончание профилактического восстановления и возобновление работы системы.

При моделировании работы системы при наличии второй стратегии профилактики переключатель рода работ устанавливается в

:поло>кение б, а ключ 10 размыкается.

6

В этом сч ае появляющиеся па выходе ге ператора 6 импульсы, имитирующие моменты наступлении аварийных отказов, не поступают на входы триггеров 2 и 18 и прерывания процесса генерации в генераторах 1 и 14 не происходит. Таким образом, имитируется способ эксплуатации системы, при котором появление и дальнейшее устранение отказа не влияет на ха рактер изменения интенсивности отказов системь темы, т. е. аварийное восстановле- ние считается неполным.

Профилактическое восстановление пнается в момент, когда суммарное время безотга казной раооты, подсчитываемое счетчиком 9, и ев

П р, одит переполнение счетчика ри этом п оисхо

9 и на его выходе появляется импульс имитирующий начало профилактического новления с о восставанпе модели п системы. Дальнейшее функц иониродели происходит аналогично описанному выше п и р наличии первой стратегии профилактического обслуживания.

При моделировании работы системы п и наличии т третьей стратегии профилактики переключатель 18 . ь рода работ устанавливается в поло>кение в и ключ 10 размыкается. Отличие функционирования модели в данном случае от описанных выше заключается в том, что моменты начала профилактического обслуживания системы задаются генератором

7 импульсов чсрез строго фиксированные проме>кутки времени. При этом так же, как и при второй стратегии, моделцруется неполное ава ийное р. ое и полное профилактическое восстановления.

Коэффи и ф ц ент готовности системы с учетом профилактического обслуживания определяется как отлошепие суммарного времени исправной работы системы, подсчитываемого счетчиком 22, к полному времени работы системы, фиксируемого счетчиком 28.

Определение оптимальной периодичности профилактического обслуживания с целью достижения максимального значелия коэффициента готовности производится: при наличии первой стратегии — путем изменения величины порога в пороговой схеме 15; при наличии второй стратегии — путем изменения предельного числа в счетчике 9

1 при наличии третьей стратегии — путем изменения периода следования импульсов от генератора 17.

Предмет изобретения сr

Ъ строиство для моделирования эксплуатаппонной надежности систем, содер>кащее первый генератор импульсов, связанный с первым счетчиком It со вторым счетчиком через первую схему «Запрет», управляющий вход которой соединен с выходом первой схемы

«ИЛИ», триггеры, второй генератор импульсов, третий счетчик, соединенный через вторую схему «Запрет» с первым генератором

"Ю 0584

1г ) (г ) Составитель Е. Тимохина

Техред Т, Курилко Корректор Т, Добровольская

Редактор Б. Нанкина

Заказ 3302j15 Изд. № 1738 i иран 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K,-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 импульсов, генератор случайного потока им ульсов, ждущие генераторы импульсов слу1а "ной длительности, переключатель, вторую и третью схемы «ИЛИ», соединенные со вход;.:мп первого триггера, пятую и шестую схемы «ИЛИ», соединенные с двумя входами второго триггера, отличаюшееся тем, что, с целью 5 Величення оыстродействия и pBcIIIHренин класса решаемых задач, оно содержит ждущие генераторы линейного напряжения, функциональный преобразователь и пороговую схему; входы первого ждущего генератора линейного напряжения подключены к выходам первого триггера, а его выход через функциональный преобразователь и генератор случа йпого потока импульсов соединен со «ходамп третьей и гятои схем «ИЛИ» и со зходоAt первого ждущего генератора импульсов случайной длительности, подключенного одним выходом ко входам второй и четвертой схем «ИЛИ», а вторым выходом ко второй схеме «Запрет», к одному из входов первой схемы «ИЛИ», второй вход которой

5 соединен с- выходом второго ждущего генератора импульсов случайной длительности, второй выход которого подключен ко входам второй и четвертой схем «ИЛИ», выходы второго триггера соединены со входами вто10 рого ждущего генератора линейного напряжения, подключенного через пороговую схему к одной из клемм переключателя, вторая клемма которого подключена к выходу третьсго счетчика, а третья клемма соединена со

15 вторым генератором импульсов, подвижный контакт переключателя соединен со входом второго ждущего генератора импульсов случайной длительности и со вторыми входами третьей и пятой схем «ИЛИ».! !

1 !

1 ! ! ! ! !