документации и электрических схем аппаратуры, на основе которых выполняется построение структурной схемы надежности(ССН), приведенной на рис. 1.1. Дополнительно для каждого элемента ССН определяются по справочникам [1] интенсивности отказов и коэффициенты надежности, перечисленные в таблице 1.1.
Рис. 1.1 ССН регулятора для тракта передачи информации
Таблица № 1.1
|
№ |
Наименование и тип конструктивного элемента |
Интенсивность отказов, 1/ч * 10-6 |
Коэффициент надежности |
|
1. |
Источник питания |
2,5 |
1.3125 |
|
2. |
Центральный процессор |
6,152 |
3.2298 |
|
3. |
Плата твердотельных реле |
0,096 |
0.0504 |
|
4. |
Плата развязки оптронной |
0,124 |
0.0651 |
|
5. |
Плата преобразователей тока |
2,0 |
2.5200 |
|
6. |
Модуль аналоговый |
4,8 |
1.0500 |
|
7. |
Модуль интерфейсный |
0,48 |
0.2520 |
|
8. |
Вставка плавкая |
0,001 |
0.0005 |
|
9. |
Соединители |
0,0026 |
0.0014 |
|
10. |
Клемные соединения |
0,0003 |
0.0002 |
Результаты расчетов, которые проведены на основе описанных выше методов, приведены в таблице № 1.2.
При анализе результатов расчетов необходимо учитывать следующие моменты:
- для расчетов с использованием данных эксплуатации, производим расчет для системы аналога по методу среднегрупповых значений интенсивностей, считая, что система аналог идентична, описанной выше, за исключением одной плавкой вставки. Опытная наработка на отказ - 6.3e+004 ч;
- для расчетов с использованием коэффициентного метода в справочной литературе изложены все значения для вычисления коэффициентов надежности (в нашем случае a1=2.1; a2=0.5; a3=0.5; a4=2; ku=2;). При расчетах используется базовый элемент: переменный пленочный резистор для которого интенсивность отказов 4* 10-6 1/ч.
Таблица № 1.2
|
№ |
Наименование метода |
Поток отказов (обобщенная интенсивность), 1/ч * 10-6 |
Наработка на отказ, ч |
|
1. |
На основе среднегрупповых значений интенсивностей отказов (СЗИО) |
16.3536 |
6.1149e+004 |
|
2. |
С использованием данных эксплуатации по среднему уровню надежности однотипных систем (СУНОС) |
16.43 |
6.0843e+004 |
|
3. |
С использованием коэффициентов пересчета в соответствии с реальными условиями эксплуатации (КПРУЭ) |
15.874 |
6.2997e+004 |
|
4. |
Коэффициентный метод |
34.373 |
2.9093e+004 |
3.2. Реализация алгоритма расчета показателей надежности с использование пакета MatLab
Для выполнения расчетов надежности по используемым в лабораторной работе методам применяется пакет MatLab. В таблице 1.3. описана последовательность операций по определению показателей надежности в привязке методам расчета.
Таблица № 1.3
|
№ операции |
Наименование метода |
Комментарии |
|||
|
СЗИО |
СУНОС |
КПРУЭ |
Коэффициентный |
||
|
1. |
>> a=[2.5 6.152 0.096 0.124 4.8 2.0 0.48 0.001 0.0026 0.0003;1 1 1 1 1 1 1 2 62 128] a = 2.5000 6.1520 0.0960 0.1240 4.8000 2.0000 0.4800 0.0010 0.0026 0.0003 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 2.0000 62.0000 128.0000 |
>> a=[2.5 6.152 0.096 0.124 4.8 2.0 0.48 0.001 0.0026 0.0003;1 1 1 1 1 1 1 1 62 128] a = 2.5000 6.1520 0.0960 0.1240 4.8000 2.0000 0.4800 0.0010 0.0026 0.0003 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 62.0000 128.0000 |
>> a=[2.5 6.152 0.096 0.124 4.8 2.0 0.48 0.001 0.0026 0.0003;1 1 1 1 1 1 1 1 62 128] a = 2.5000 6.1520 0.0960 0.1240 4.8000 2.0000 0.4800 0.0010 0.0026 0.0003 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 62.0000 128.0000 |
a=[ 1.3125 3.2298 0.0504 0.0651 2.5200 1.0500 0.2520 0.0005 0.0014 0.0002;1 1 1 1 1 1 1 2 62 128] a = 0.0200 0.0400 0.0007 0.0008 0.0220 0.0140 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.0032 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 2.0000 62.0000 128.0000 |
Предварительно в оболочке MatLab введем исходные данные для расчетов в матричной форме (матрица а). Первая строка данной матрицы содержит интенсивности отказов каждого элемента оцениваемой аппаратуры, а вторая строка – количество элементов для каждой группы в соответствии с ССН. Для методов СУНОС и КПРУЭ исключена одна плавкая вставка из количества элементов в группе. Для коэффициентного метода первая строка матрицы а содержит коэффициенты надежности. |
|
2. |
>> c=0 с =0 |
>> c=0 с =0 |
>> c=0 с =0 |
>> c=0 с =0 |
Инициируем поток отказов. |
|
3. |
>> m=10 m =10 |
>> m=10 m =10 |
>> m=10 m =10 |
>> m=10 m =10 |
Определяем количество групп элементов оцениваемой аппаратуры. |
|
4. |
- |
>> for i=1:m c=c+a(1,i)*a(2,i); end >> c=c*1e-006 c = 1.6353e-005 >> 1/c ans = 6.1152e+004 |
>> for i=1:m c=c+a(1,i)*a(2,i); end >> c=c*1e-006 c = 1.6353e-005 >> Tp =1/c Tp = 61152 |
- |
Получаем значение потока отказов и наработку на отказ для системы-аналога. |
|
5. |
>> for i=1:m c=c+a(1,i)*a(2,i); end; >> c=c*1e-006; >> c c = 1.6354e-005 |
1/((sum(a(2,:))-1)/(sum(a(2,:)))*6.1152e+004) ans = 1.6436e-005 |
>> To=6.3e+004 To = 63000 >> kof=To/Tp kof = 1.0302 >> Th=6.1149e+004 >> 1/( kof *Th) ans = 1.5874e-005 |
>> for i=1:m c=c+a(1,i)*a(2,i); end >> c*4*1e-006 ans = 3.4373e-005 |
Получаем значение потока отказов. |
|
6. |
>> 1/c ans = 6.1149e+004 |
>> (sum(a(2,:))-1)/(sum(a(2,:)))*6.1152e+004 ans = 6.0843e+004 |
>> kof*Th ans = 6.2997e+004 |
>>1/(c*4*1e-006) ans = 2.9093e+004 |
Определяем наработку на отказ |
3.3. Выполнение самостоятельного расчета показателей надежности
Выполнить расчет наработки на отказ системы, описанной на рис. № 1.2 (с учетом значений интенсивностей отказов и коэффициентов надежности из таблицы № 1.1), с помощью методов № 1 (метод расчета надежности по среднегрупповым значениям интенсивностей отказов) и № 4 (коэффициентный метод).
Рис. 1.2 Уточненная ССН регулятора для тракта передачи информации
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
– цель и краткое теоретическое описание лабораторной работы;
– используемые формульные зависимости;
– исходные (входные) данные для расчетов;
– экспериментально полученные результаты расчетов и листинг операций в среде MatLab для их получения;
– сравнение полученных результатов и выводы о эффективности применения каждого метода.
Вопросы для самоконтроля:
1. Дать определение надежности системы и отказа?
2. Перечислить и дать определение количественным характеристикам надежности?
3. Описать формульные зависимости для определения потока отказов и наработки на отказ при использовании метода расчета надежности по среднегрупповым значениям интенсивностей отказов?
4. Описать формульные зависимости для определения потока отказов и наработки на отказ при использовании метода расчета надежности с использованием данных эксплуатации (как по среднему уровню надежности однотипных систем, так и с использованием коэффициентов пересчета в соответствии с реальными условиями эксплуатации)?
5. Описать формульные зависимости для определения потока отказов и наработки на отказ при использовании коэффициентного метода расчета надежности
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.