Предварительная подготовка. 1. Ознакомиться с методическими указаниями к лаборатор­ной работе.

1. Ознакомиться с методическими указаниями к лаборатор­ной работе.

2. Сформулировать цели и задачи лабораторной работы.

3. Изучить метод Монте-Карло для определения надежно­сти сложных систем. В лабораторной работе №4 оценивается на­дежность систем с логической схемой расчета надежности:

- Последовательный;

- Параллельной;

- Последовательно – параллельной.

Перечисленные схемы расчета надежности типичны для ряда электрических схем, технологических систем (типа гибких автома­тизированных производств), резервированных систем РЭС. В каче­стве показателя надежности используется вероятность безотказной работы системы, которая оценивается как отношение числа случаев безотказной работы устройства к общему числу испытаний.

При моделировании методом Монте-Карло используются слу­чайные числа, поэтому полученные результаты подвержены стати­стическим колебаниям. На практике обычно задается допустимая ошибка ε при оценке параметров и определяется число опытов,

 

 

где (1-α) – вероятность того, что оцениваемый параметр не отличается от точного значения больше чем на + ε (доверитель­ная вероятность).

4. Выбрать вариант задания соответственно номеру бри­гады, либо последней цифре шифра студенческого билета.

5. Подготовить исходные данные для выполнения работы по программе “Надежность”:

· число элементов расчета надежности n;

· число испытаний N;

· число последовательно стоящих звеньев структурной схемы расчета надежности;

· число параллельных элементов в каждом звене структур­ной схемы расчета надежности;

· вероятность безотказной работы каждого элемента рас­чета надежности.

- Варианты заданий указаны в табл.4.1 (Приложение 1)

Расчетное задание

1. Определить вероятности безотказной работы каждого эле­мента расчета надежности логической (структурной) схемы надежности заданной системы при экспоненциальной модели внезапных отказов элементов.

2. Рассчитать теоретическое значение вероятности безотказ­ной работы системы по логической схеме надежности.

 

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с ЭВМ, используемой для проведения лабо­раторной работы, и инструкцией по вводу исходных данных.

2. Получить допуск к лабораторной работе, пройдя соответст­вующий тест на ЭВМ.

3. Ввести исходные данные для проведения лабораторной ра­боты.

4. Рассчитать вероятность безотказной работы устройства на ЭВМ, используя экспоненциальную модель отказов элементов при числе испытаний N1 и N2 (N1<< N2).

5. Определить точность метода ε.

6. Сделать выводы по работе, сравнив теоретические и экспе­риментальные данные, а так же, как меняется точность ме­тода с увеличением числа опытов.

 

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

· структурные схемы надежности исследуемых устройств РЭС;

· результаты расчета вероятностей безотказной работы эле­ментов расчета надежности;

· результаты расчета вероятности безотказной работы уст­ройств теоретически и на ЭВМ;

· сравнение теоретического значения вероятности безотказ­ной работы устройства и её оценки, полученной на ЭВМ при различном числе испытаний;

· оценку точности метода.

 

Контрольные вопросы

1. Чем отличаются такие термины надежности, как долго­вечность и срок службы?

2. Какие вы знаете виды отказов?

3. Охарактеризуйте зависимость интенсивности отказов от времени для ряда элементов?

4. Назовите основные показатели надежности невосстанав­ливаемой РЭС.

5. Какие математические модели используются для внезап­ных отказов?

6. Как связаны основные показатели надежности для экспо­ненциальной модели внезапных отказов?

7. Как определяется вероятность безотказной работы при по­следовательном соединении элементов расчета надежности?

8. Как определяется вероятность безотказной работы при па­раллельном соединении элементов расчета надежности?

9. Как определить по заданной точности метода Монте-Карло необходимое количество испытаний?

10. В чем сущность метода Монте-Карло для определения на­дежности устройств?

11. Назовите основные показатели надежности восстанавли­ваемой РЭС.

 

Библиографический список

1. Львович Я. Е., Фролов В. Н. Теоретические основы конст­руирования, технологии и надежности РЭА. – М.: Радио и связь, 1986. – с. 21 – 22

2. Яншин А. А. Теоретические основы конструирования, тех­нологии и надежности ЭВА. – М.: Радио и связь, 1983. – с. 69 – 114

3. Борисенко Т. М. Гельфман Т. Э.Теоретические основы кон­струирования, технологии и надёжности РЭС в примерах и задачах. М., /МИРЭА, 1991. – с. 44 – 59

4. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надёжности радиоэлектронных средств. М. Радио и связь. 1991. – с. 137 – 154

5. Чернышев А. А. Основы конструирования и надежности электронных вычислительных средств. – М., Радио и связь, 1998. – с. 21 – 39

 

Приложение 1

 

Рис.1

 

Рис.2

 

 

Рис.3 Рис. 4

 

Табл.1.1

№ мо- дели	Тип устройства РЭС и его входной параметр	Математическая модель устрой­ства Y= f(X1,X2,X3)	Номинальные значе­ния, равные матема­тическим ожиданиям входных параметров X1,X2,X3 Xнi= m1(Xi) = Xi, i= 1,2,3	Вероятность попадания в допусковый интервал Р	Среднеквадратические отклонения σ (Xi)
	Ёмкость цилиндриче­ского конденсатора		№ ва­ри­анта	№ ва­ри­анта     0,98   0,9	№ ва­ри­анта     2,4 0,8 0,13     0,7 0,3
	Суммарное сопротив­ление (ёмкость) элек­трической цепи		№ ва­ри­анта	№ ва­ри­анта     0,8   0,85   0,9	№ варианта     0,7 0,7 0,7

 

Продолжение табл.1.1

	Резонансная частота колебательного контура		№ вари­анта мкГн пФ пФ	№ ва­ри­анта     0,8   0,85   0,9	№ ва­ри­анта мкГн пФ пФ
	Коэффициент уси­ления транзистор­ного усилителя	X1=S – крутизна ВАХ	№ ва­ри­анта мА/в кОм кОм	№ ва­ри­анта     0,9   0,85   0,8	№ ва­ри­анта мА/в кОм кОм     0,7   0,7     0,7 0,7     0,7 0,7

 

Продолжение табл.1.1

Частота среза транзи­сторного усилителя

№ ва­ри­анта кОм кОм пФ

№ ва­ри­анта     0,9   0,85   0,8

№ ва­ри­анта кОм кОм пФ     1,3     0,7 1,3       0,7

Относительный допуск на первичные параметры Δ Хi =20%

Коэффициенты парной корреляции R (1,2) = R (1,3) = R (2,3) = 0,5

 

№ мо­дели	Количе­ство опы­тов N

Табл. 4.1

№ ва­ри­анта	Расчетное задание	Элементы расчёта надёжности системы	Требуемое время работы (ч)	Интенсивность отказов эл-тов расчета надеж­ности (1/ч)
	Рассчитать надежность техно­логической системы: техноло­гического процесса изготовле­ния корпуса. Схема расчета надежности представлена на рисунке 1.	1 – Получение заготовки литьем под давлением с использованием одноместной литейной формы (2 машины). 2 – удаление литников (1 фрезерный станок). 3 – термообработка (1 термический агрегат) 4 – фрезерование посадочного места (4 фрезер­ных станка) 5 – гальваническая обработка (1 механическая линия)
	Оценить надежность техно­логической системы: гибкое автоматизированное производ­ство (ГАП) типа комплексно-автоматизированных участков из оборудования с ЧПУ с при­менением ЭВМ. Логическая схема расчёта надёжности представлена на рис.2	1- секция токарных станков (2 станка) 2- секция сверлильно-фрезерных станков (2 станка) 3- секция накладки и комплектации инструмента 4- секция приёма-сдачи и ОТК 5- секция сбора стружки 6- секция силового питания 7- секция транманипулятора 8- секция удаления стружки

 

Продолжение табл. 4.1

	Оценить надёжность соединения накруткой при числе витков в соединении К. Структурная схема расчёта надёжности представлена на рис.3
	Рассчитать надёжность системы связи рис.4 с использованием искусственных спутников земли (ИСЗ) при временном разделении каналов, когда каждый передат­чик может работать с любым приёмником. Составить струк­турную схему расчёта надёжно­сти систем.	1,2 - передатчики телевизионных программ 3,5 – антенные устройства 4 – ИСЗ 6,7 – приёмники телевизионных программ
	Рассчитать надёжность системы связи рис.4 с использованием искусственных спутников земли (ИСЗ) при частотном разделении каналов, когда каждый передат­чик закреплён за определённым приёмником. Составить струк­турную схему расчёта надёжно­сти систем.	1,2 - передатчики телевизионных программ 3,5 – антенные устройства 4 – ИСЗ 6,7 – приёмники телевизионных программ

Продолжение табл. 4.1

	Рассчитать надёжность системы связи рис.4 с использованием искус­ственных спутников земли (ИСЗ) при временном разделении каналов, когда каждый передатчик может работать с любым приёмником. Составить структурную схему рас­чёта надёжности систем.	1,2 - передатчики телевизионных про­грамм 3,5 – антенные устройства 4 – ИСЗ 6,7 – приёмники телевизионных программ
	Рассчитать надёжность системы связи рис.4 с использованием искус­ственных спутников земли (ИСЗ) при частотном разделении каналов, когда каждый передатчик закреплён за определённым приёмником. Со­ставить структурную схему расчёта надёжности систем.	1,2 - передатчики телевизионных про­грамм 3,5 – антенные устройства 4 – ИСЗ 6,7 – приёмники телевизионных программ

Число опытов: N1=50

N2=2000