сп. 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств», V курс

ВОПРОСЫ

Для подготовки к сдаче гос. экзамена по дисциплине

«Диагностика и надежность автоматизированных систем», «Электроника»

сп. 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств», V курс

 

 

1. Двухканальная линия передачи информации работает непрерывно. Для восстановления отказавшего канала необходимо отключить всю линию. Информация, теряемая в единицу времени при простое одного канала h ₁= 15, при простое двух каналов h ₂ = 60. Интенсивность отказа λ = 0,002 ч^-1, интенсивность восстановления μ = 0,1 ч^-1.

Найти среднюю величину потерь информации в единицу времени для двух случаев остановки линии для восстановления:

1) при отказе одного канала;

2) при отказе двух каналов, каналы восстанавливаются поочередно.

3) при отказе двух каналов, каналы восстанавливаются одновременно.

Сравнить полученные результаты.

 

2. Система состоит из семи элементов с вероятностью безотказной работы

Р_i (t) = 0,9. Вывести формулу для определения количества резервных цепей m, обеспечивающих заданную вероятность безотказной работы системы при постоянном общем и раздельном резервировании. Определить сколько необходимо резервных элементов, чтобы вероятность безотказной работы системы была равна Р _с(t) = 0,95.

Рис.2

 

3. Определите вероятность безотказной работы системыза время

t = 1000 ч, если интенсивности отказов элементов системы равны:

λ₁ = λ₂ = λ₃ = λ₄ = λ₅ = λ₆ = λ₇ = λ₈ = 6,5·10^–5 1/ч. Система работает в условиях вибрации при температуре 20 ^оС и влажности 65%. Определите интенсивность отказов системы λ_с.

Рис3

 

4. Определить вероятность безотказной работы схемы Р _c(t)за время t = 1000 ч. если интенсивности отказов элементов системы равны:

λ₁ = λ₂ = λ₃ = λ₄ = λ₅ = λ₆ = λ₇ = λ₈ = 8,5·10^–5 1/ч Объект работает в условиях ударных нагрузок при температуре 30^оС и влажности 65 %. Определите интенсивность отказов системы λ_с.

 

Рис.4

 

5. Построить эталонную таблицу срабатывания для логической схемы, представленной на рисунке и пояснить методику обнаружения и поиска неисправностей в случае короткого замыкания на общий вывод (на «0») выхода логического элемента 1 и короткого замыкания на высокий потенциал выхода элемента 5.

Рис. 5

 

6. Построить наиболее рациональный алгоритм поиска неисправности. Представить алгоритм в виде дерева логических возможностей. Вероятность отказа всех элементов одинакова 0,98. Определить вероятность отказа всей системы Q _c(t).

 

 

Рис 6.

 

 

7. Определить минимальные частные наборы диагностических параметров для проверки работоспособности отдельных функциональных элементов. Построить дешифратор технического состояния системы. Определить среднее значение количества проверок n_cp, коэффициент безразборной диагностики. Определить полноту контроля системы V _п.к, если контролируются только параметры Z5 и Z10.

 

Таблица 7.Минимизированная таблица функций неисправности

Состояние объекта	Контролируемые параметры Zi
	Z3	Z5	Z10	Z4	Z9
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10

 

8. Приведите примеры последовательной цепи, конвергирующей, дивергирующей и смешанной структур (не менее 7 элементов). Дайте рекомендации по выбору методов их диагностирования. Представте алгоритмы в виде ДЛВ.

 

 

9. В процессе эксплуатации измерялось сопротивление изоляции R асинхронного двигателя в моменты t ₁ =3000 ч, R (t ₁) =1,8 МОм Ом, t ₂ = 5000 ч, R (t ₂) = 1,5 МOм, t ₃=7000 ч., R (t ₃)=1,1 МОм. По результатам измерений построить прогнозирующий полином, прогнозировать сопротивление изоляции двигателя на момент t ₄ = 8000 ч.

 

10. В процессе эксплуатации измерялись значения прогнозируемого параметра у через равные промежутки времени t. Требуется построить полином по трём и по пяти равноотстоящим точкам, представленным в таблице 10. Определить аналитически время достижения параметром значения у = 8,0.

Таблица 10

Измерение
t, ч
у	4.5	4.8	5.3	6.0	7.0

 

11. В процессе эксплуатации было измерено сопротивление изоляции R асинхронного двигателя в момент t ₁ =1000 ч, R (t ₂) = 0,5·10⁶ Ом и t ₂= 5000 ч, R (t ₂) = 0,4·10⁶ Ом.

Произвести прогноз сопротивления изоляции двигателя на 2000, 3000, 3500 и 4000 ч вперед, полагая зависимость R (t) экспоненциальной.

 

12. Для системы из двенадцати элементов, функционально-структурная схема которой показана на рис.12, составить наиболее рациональный алгоритм поиска отказавшего элемента, полагая вероятность отказов для всех

элементов одинаковыми P (t) = 0,99. Рассчитать вероятность безотказной работы системы P _c(t).

 

 

Рис.12

 

13. Поясните на конкретной функционально-структурной схеме системы, состоящей из 10 элементов, как производится выбор диагностических параметров комбинационным методом для поиска дефекта, пояснить природу возникновения ложных кодов и действие оператора. В каких случаях возникновение ложных кодов невозможно?

 

 

14. Определить коэффициент передачи по току и входное сопротивление транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, с общим коллектором, если входное сопротивление этого же транзистора в схеме с общей базой h_11б = 50 Ом, а коэффициент передачи эмиттерного тока h_21б = 0,98, сопротивление нагрузки R _н = 500 Ом. В каких соотношениях находятся входные и выходные сопротивления трёх схем включения. Определить коэффициенты усиления по напряжению, если сопротивление нагрузки R _н = 1000 Ом.

 

15. Определить коэффициенты усиления по току и напряжению транзистора, включенного по схеме с общим коллектором, если входное сопротивление транзистора в схеме с общей базой h_11б = 40., коэффициент передачи эмиттерного тока h_21б = 0,95, сопротивление нагрузки R _н = 500 Ом.

 

16. Операционный усилитель включен по неинвертирующей схеме (рис.15). Определить его коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, если заданы параметры: R2 =30 кОм, R3 =10 кОм, Ку = 10⁴, = 10⁵ Ом, =200 Ом. Пояснить назначение R1 и как его рассчитать.

Рис.16

17.

Операционный усилитель включен по инвертирующей схеме (рис.17.1). Определить его коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, величину R3, если заданы: R1 =10 кОм, R2 = 200 кОм, Ку = 10⁴, = 10⁵ Ом, = 150 Ом.

К чему приведет уменьшение R1 в два раза, уменьшение R2 в 5 раз?

Рис.17

 

 

18.

Выполнить анализ схемы управления контактором F (рис. 18). Написать полное логическое выражение, минимизировать, получить окончательную переключательную формулу и нарисовать схему минимизированного варианта

 

Рис. 18

19. На рис.19.1 Представлена логическая функция F (a, b, c, d), реализованная на микросхеме К155ЛА3. При проверке работоспособности МС методом обобщённой контрольной точки (ОКТ) выяснилось, что количество срабатываний на её выходе отличается от эталонного значения – зафиксировано одно переключение m = 1.

Требуется выявить неисправные элементы и заменить их элементами ИЛИ-НЕ.

 

Рис.19

 

20. На рис. 20. приведена схема операционного усилителя с дополнительными элементами во входной цепи и цепи обратной связи. Характеристики диода и стабилитрона приняты идеальными. Нарисовать характеристику U _вых=j (U _вх) схемы. Сопротивления резисторов одинаковы.

 

Рис.20

 

21.

Определить коэффициент деления схем на базе интегрального счетчика К155ИЕ5, собранных как показано на рисунках 20.1, 20.2

Рис.20.1 Рис.20.2