Устройство для определения показателей надежности объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор тактовых импульсов , счетчик состояний, выход которого соединен с первым входом блока . сравнения, выход которого соединен с счетным входом блока счетчиков совпадений , выходы которого являются выходами устройства, а выход счетчика состояний соединен с входом переключателя и управляющим входом дешифратора, выходы которого соединены с первыми управляющими входами .блока счетчиков совпадений, выходы переключателя соединены с вторыми управляющими входами блока счетчиков совпадений, выходы блока памяти соединены с вторым входом блока сравнения , отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, введены элемент ИЛИ-НЕ и вычитающий счетчик адреса, выход которого соединен с входом блока памяти и входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого с соединен с счетным входом счетчика состояний и управлянвдим входом вычитающего счетчика адреса, а выход генератора тактовых тлпульсов соединен с счетным входом вычитающего счетчика адреса.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) G 06 F 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3287343/18-24 . (22) 13.05 ° 81 (46) 07,03,84, Бюл. Р 9 (72) Г.С. Цирамуа, Л.Ш. Имнаишвили и С.Г. Цирамуа (71) Груэинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.И.Ленина (53) 681.327(088.8) (56) 1,Авторское свидетельство СССР

Р 389510, кл. G 06 F 15/46, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 708359, кл. G 06 F 15/46, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЬЕКТОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик состояний, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с счетным входом блока счетчиков совпадений, выходы которого являются выходами устройства, а выход счетчика состояний соединен с входом переключателя и управляющим входом дешифратора, выходы которого соединены с первыми управляющими входами блока счетчиков совпадений, выходы переключателя соединены с вторыми управляющими входами блока счетчиков совпадений, выходы блока памяти соединены с вторым входом блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, введены элемент ИЛИ-НЕ и вычитающий счетчик адреса, выход которого соединен с входом блока памяти и sxoдом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с счетным входом счетчика состояний и управляющим входом вычитающего счетчика адреса, а выход генератора тактовых импульсов соединен с счетным входом вычитающего счетчика адреса.

1078439

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, может быть использовано при анализе и прогнозировании надежности объектов, а именно для определения показателей структурной надежности объектов, т.е. результирующей надежности системы (устройства) при заданной ее структуре.

Показатели структурной надежности применяются для оценки зффек- 10 тивности функционирования системы со сложной структурой и дают возможность количественно изучать структурные свойства сложных технических систем. С цепью сравнительного ана- 5 лиза различных вариантов структур (при различном количестве элементов) различном количестве оставшихся работоспособных элементов (К) и разных конфигурациях структуры) заданной системы, кроме вероятностных параметров, применяют показатель маневренности, вес функции работоспособности, системы в относительных единицах (степень гибкости) и живучести.

Маневренность системы — это способность .системы переходить из одного работоспособного состояния в другое в ответ на управляющие и возмущающие воздействия ° Количественный показатель маневренности оценивается как отношение числа работоспособных состояний системы при НК исправных элементах к количеству всех нозможных состояний систеМЫ NI>, Зес функции работоспособности системы является показателем совершенства структуры и равен общему числу всех .работоспособных состояний 40 системы НР .

Вес функции работоспособности системы в относительных единицах (степень гибкости 1 — это отношение об.аего количества работоспособных состояний N> к количеству всевозможньг состоян1лй системы NI>(g = Йр1йо>

Г>jt." 2 > )

При условии равнонадежных элементов Р-„ = 0,5 вероятность безотказной работы системы Р(РЗ =0,5) =HplHI>=

Предла> немое устройство для определения структурной надежности объектов (систем со сложной структурой) пресна= начено для определения показателей 1й, так как для нахождения его количественных значений применение аналитического метода ненозможно. 60

Кроме оценки вариантов структуры системы по показателям маневренности, полученными :-. Помощью предлагаемого устр;.йстна, зна гениями Ч q можно также воспользоваться для определения Нр и по простым формулам и йр = .с ч „ = Р, P <1 " 2и

3начением к„ к 1 „1 можно воспользоваться для нахождения функции надежности сложной структуры также при 0 Р < 1 по известной формуле

Э (1=1

Предлагаемое устройство можно применить для решения других задач переборного характера.

Известно устройство для определения надежности объектов, содержащее последовательно соединенные генератор тактоных импульсов и блок упранления, выход которого подключен к входам блока тест-сигналон и входам последовательно соединенных наборного поля, блока физических модулей блока допуска и накопления, блока перебора реализаций и наборного поля, один из входов которого и вход блока допусков подключены к выходам генератора тактовых импульсов t1) .

Недостатками известного устройства являются его ограниченные функциональные возможности, а именно невозможность определения структурной надежности объектов, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения показателей надежности объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик состояний, переключатель, первый блок сравнения, счетчик совпадений,, блок памяти, регистр адреса, элемент ИЛИ, второй блок сравнения, регистр и дешифратор, причем выход счетчика состояний соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен со счетным входом счетчика совпадений, ныходы счетчика совпадений являются выходами устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом регистра адреса, выход которого соединен с входом блока памяти и первым входом второго блока сравнения, выход регистра соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом регистра адреса и с счетным входом счетчика состояний, выход которого соединен с входом переключателя и управляющим входом дешифратора, выход дешифратора соединен с первым управляющим входом счетчика совпадений, выход переключателя соединен с вторым управляющим входом счетчика совпадений, выход блока памяти соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ (2) .

1078439

Недостатком данного устройства является его сложность.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается .тем, что в устройство для определения показателей надежности объектов, содержащем генератор тактовых импульсов, счетчик состояний, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен со счетными входами блока счетчиков совпадений, выходы которого являются выходами устройства, а выход счетчика состояний соединен с входом переключателя и управляющим 15 входом дешифратора, выходы которого соединены с первыми управляющими входами блока счетчиков совпадений, выходы переключателя соединены с вторыми управляющими входами блока 20 счетчиков совпадений, выход блока памяти соединен с вторым входом блока сравнения, введены элемент ИЛИ-НЕ вычитающий счетчик адреса, выход которого соединен с входом блока памяти и входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с счетным входом с летчика состояний и управляющим входом вычитающего счетчика адреса, а выход генератора тактовых импульсов соединен с счетным входом вычитающего счетчика адреса.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для определения структурной надежности объектов.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 состояний, переключатель 3, блок 4 сравнения, блок счетчиков 5 совпадений, блок памяти 6, дешифратор 7, 40 вычитающий счетчик 8 адреса и эле мент ИЛИ-НЕ 9. Выход счетчика 2 состояний соединен с первым входом блока 4 сравнения, «ыход которого соединен со счетным входом счетчи- 45 ка 5 совпадений, Выходы блока счетчиков 5совпадений являются выходами устройства. Выход счетчика 2 состояний соединен с входом переключателя 3 и управляющим входом дешифратора 7. Выходы дешифратора 7 соединены с первыми управляющими входами счетчиков 5 сонпадений. Выходы переключателя 3 соединены с вторыми управляющими входами счетчика 5 совпадений, Выход блока памяти 6 соединен с вторым входом блока 4 сравнения. Выход вычитающего счетчика 8 адреса соединен с входом блока памяти 6 и входом элемента ИЛИ-НЕ 9. Выход 60 элемента ИЛИ-HE 9 соединен со счетным входом счетчика 2 состояний и управляющим входом вычитающего счетчика 8 адреса. Выход генератора 1

ТВКТоВНх HM1tульсов соединен с счет- 65 ным входом вычитающего счетчика 8 адреса, Для исследования объекта на структурную надежность модель на- . дежности объекта представляется в виде и -разрядных двоичных слов, иэ которых каждое соответствует минимальному пути в структуре. Минимальный путь в структуре произвольного типа — такой минимальный набор работоспособных элементов, исключение любого из которых,(т..е. отказ переводит объект из состояния работоспособности в состояние отказа. Если путь проходит через -й элемент модели надежности, то в, -й разряд rl -разрядного двоичного слова заносится "1", в противном случае заносится "0" (< =1, H) . Количество разрядов слова и определяется максимальным числом элементон модели надежности, а количество слов совпадает с количеством минимальных путей в модели надежности и зависит от порядка сложности исследуемой модели надежности (ко.— личества элементов и связей между ними).

B блоке памяти 6-.устройства, объем которого составляет М= пхщ бит, применяется прямая адресация и, следовательно, количество адресных шин будет p =) 1оф в(, . .дресные шины входы) блока памяти 6 соединяются с выходами нычитающего счетчика 8 адреса. Одновременно выходы вычитающего счетчика 8 адреса соединяются с выходами элемента ИЛИ-НЕ 9. Следовательно, количество входов элементаИЛИ-HE

9 и количество разрядов внчитающего счетчика 8 адреса будут p . Для хранения начального кода вычитающий счетчик 8 адреса в своем составе имеет О дополнительных триггеров, благодаря чему по сигналу на управляющем входе в вычитающем счетчике 8 адреса происходит восстанонление начального кода.

Счетчик 2 состояний представляет собой двоичный суммирующий счетчик, счетный вход которого подсоединен к выходу элемента ИЛИ-HE 9.

Выходы счетчика 2 состояний подключаются одновременно к входам переключателя 3 первыми информационными входами блока 4 сравнения и входами дешифратора 7. Количество разрядов и, соответственно,выходон счетчика 2 состояний соответству- ет количеству элементов в модели надежности и

Состояние исследуемой системы считается работоспособным, если ее в модели надежности имеется хотя бы один путь, так как в блоке 4 сравнения предлагаемого устройстна проис1078439 ходит сравнение состояния системы и пути в модели надежности, каждый разряд блока 4 сравнения построен по логической схеме импликаций, Количество разрядов сравниваемых слов, подаваемых на входы блока 4 сравнения,равно П . Сравниваемые слова подаются из блока памяти б и счетчика 2 состояний в блок счетчиков 5 совпадений, который представляет собой набор двоичных суммирующих счетчиков в количестве k . Количество разрядов k -го счетчика (k =1,п определяется следующим образом: g =j Fog С"„(, Каждый двоичный счетчик из блока счетчиков 5 сов-I15 ,падений имеет три управляющих входа. Первые управляющие входы всех двоичных счетчиков являются счетными входами и подключаются к выходу блока 4 сравнения, Вторые управляю- Я щие входы являются разрешающими входами и соединяются с соответствующими выходами дешифратора 7, который позволяет выбрать в данный момент

k-й счетчик из набора счетчиков 5 25 совпадений, Третьи управляющие входы соединяются переключателем 3, с помощью которого (в зависимости от vl) часть счетчиков из набора счетчиков

5 совпадений отключается от выхода блока 4 сравнения. Если переключатель 3 установлен в г. -м положении, то отключан тся все двоичные счетчики от 4 До н(=1,o1е

С помощью дешифратора 7 осуществ- З5 ляется определение числа единиц в состоянии, т.е. сопоставление позиционному коду, содержащему k единиц на входе, унитарного кода на выходе, содержащего единицу на 1 -м 4Q выходе, Работа устройства состоит в полном переборе состояний модели надежности объекта и подсчета состояний, обеспечивающих функционирование объекта, при различных количествах работоспособных элементов к устройство работает следующим обр „-, „,к, Перед пуском производится занесеиие модели надежности (в виде двоичных слов) исследуемого объекта в блок памяти б. В вычитающем счетчике 8 адреса устанавливается код, соответствующий числу путей в модели надежности, Переключатель 3 становится в положение, соответствующее колич. ству элементов в модули надежности. Если в модели надежности имеется г элементов, то переключатель 3 годключается к выходу ® (1 + 1)-го разряда счетчика 2 состояний.

В процессе раба=.ÿ устройства им пульсы с генератора 1 тактовых импульсов паотупа;:;.т на ;.-тетиый вход 65 вычитающего счетчика 8 адреса. По, коду, появляющемуся на выходе вычитающего счетчика 8 адреса, осуществляется обращение к блоку памяти б, из которого выдается, соответствующее двоичное слово. Одновременно содержимое вычитающего счетчика 8 адреса уменьшается на один. Считанный код с блока памяти б поступает на первый вход блока 4 сравнения и сравнивается с кодом, поступающим со счетчика 2 состояний. Если коды совпадают, сигнал с бло<а 4 сравнения поступает на синхровходы всех счетчиков из набора счетчика

5 совпадений, но с помощью дешифратора 7 открывается синхровход только k -го счетйика, т.е. на выходах счетчиков 2 состояний содержится

k единиц и соответственно возбуждается k --Й выход дешифратора 7. В том случае, если сравнимые коды не совпадают, увеличение содержимого 3 -го счетчика из блока счетчиков 5 совпадений не производится, В следующем такте из вычитающего счетчика 8 адреса на входах блока памяти б подается адрес второго двоичного слова и одновременно содержимое вычитающего счетчика 8 адреса уменьшается на один. Считанный код с блока памяти б поступает на первый вход блока 4 сравнения и опять сравнивается с кодом счетчика 2 состояний. В зависимости от результата сравнения содержимое соответствующего счетчика из блока счетчиков 5 совпадений увеличивается или увеличение не происходит и начинается следующий такт работы устройства и т.д. После выдачи всех двоичных слов исследуемой модели с блока памяти б на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 появляется сигнал, который увеличивает содержимое счетчика 2 состояний на один и устанавливает в вычи- . тающем счетчике 8 адреса начальный код.

После этого устройство повторяет вышеописанные такты работы и ,процесс продолжается до тех пор,пока на выходе (+1) -го разряда счетчика

2 состояний не появляется единица, которая выдает на выходе устройства содержимое блока счетчика 5 совпадений. Содержимое блока счетчика

5 совпадений соответствует количеству работоспособных состояний модели при исправных элементах.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в еозможности исследования надежности объектов со сложной структурой,расчет которых на ЗВМ требует значительных затрат дорогостоящего машинного времени.

1078439 дых0/

СоставитЕль В. Максимов

Редактор М. Янович Техред Л.Микеш Корректор О, Тигор

Заказ 965/43 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4